TSMC, 타이난에서 1nm 공장 건설! GAA 기술로 초미세 공정 선도

반도체 업계의 1nm 시대가 성큼 다가오고 있다. TSMC는 대만 타이난(Tainan) 사룬(Shanhua) 지역에 1nm 반도체 공장을 건설할 계획이다. 특히, 이번 1nm 공정에서는 기존 핀펫(FinFET)에서 게이트 올 어라운드(GAA) 기술을 적용해 성능과 전력 효율을 더욱 향상할 예정이다.

✅ 1nm 공장, 어디에서 건설되나?

대만 연합보(聯合報) 보도에 따르면, TSMC는 대만 남부 타이난 사룬 지역에 새로운 **‘25 팹(fab)’**을 건설할 예정이다.

📍 공장 예상 위치:
1. 타이난 사룬 지역(Southern Taiwan Science Park, STSP 내)
2. 6개 공장 규모의 초대형 팹(Fab 25) 건설 예정

TSMC는 초미세 공정을 위해 대규모 생산 인프라를 구축하고 있으며, 이 공장은 향후 1nm 및 그 이하 공정까지 담당할 가능성이 높다.

🔎 25 팹 공장의 주요 공정 라인

현재까지 알려진 정보에 따르면, 25 팹은 다음과 같은 공정별로 운영될 전망이다.
1. P1~P3 공장: 1.4nm 공정
2. P4~P6 공장: 1nm 공정

하지만, 일부 소식통에 따르면 TSMC가 타이중(Taichung) 지역에 1.4nm 공정을 배치하고, 사룬의 P1~P3 공장을 1nm 공정으로 조정할 가능성도 있다.

🚀 GAA 나노시트 기술, 1nm 공정의 핵심!

TSMC는 2nm 공정부터 기존 핀펫(FinFET) 구조에서 GAA(Gate-All-Around) 나노시트 트랜지스터 기술로 전환할 예정이다.

📌 GAA 기술이란?

GAA는 기존 핀펫 기술보다 전력 효율과 성능이 향상된 트랜지스터 구조다. 전류가 흐르는 채널을 모든 방향에서 게이트가 감싸는 형태로 설계되어, 전류 제어 능력이 더욱 정밀해지고, 전력 소모도 크게 줄어든다.

📊 GAA 기술의 주요 장점:

1. 성능 15% 향상 → 더 높은 클럭 속도로 동작
2. 전력 효율 30% 개선 → 배터리 수명 증가, 발열 감소
3. 칩 집적도 증가 → 더 작은 면적에 더 많은 트랜지스터 배치 가능

TSMC는 2nm부터 GAA 나노시트(Nanosheet) 기술을 적용하고, 1nm 공정에서도 이를 더욱 발전시킬 계획이다.

📈 1nm 공정 수율과 성능, 어디까지 왔나?

초미세 공정에서는 수율(Yield, 생산된 칩 중 정상 작동하는 칩의 비율)이 가장 중요한 요소다. TSMC는 2nm 공정에서 이미 SRAM 수율 90%를 달성했으며, 1nm 공정에서도 높은 수율 확보를 목표로 하고 있다.

🔹 1nm 예상 수율 & 성능 개선 효과

TSMC가 공개한 예상 수율 및 성능 개선 효과는 다음과 같다.
• ✅ 2nm 대비 성능 15~20% 향상
• ✅ 전력 소비 25~30% 절감
• ✅ 칩 밀도 증가로 동일 면적에서 더 많은 트랜지스터 집적 가능
• ✅ SRAM(Static RAM) 수율 90% 이상 유지 목표

특히 GAA 기술 적용으로 인해 수율이 더욱 안정적으로 확보될 가능성이 높다. 삼성전자가 3nm 공정에서 GAA를 적용하면서 초기 수율 문제가 발생했던 것과 달리, TSMC는 2nm에서 충분한 테스트를 거친 후 1nm에 도입할 예정이기 때문에 초기 수율 이슈를 최소화할 것으로 보인다.

🧐 미국과의 관세 이슈, 1nm 공정에 영향 줄까?

최근 미국 트럼프 전 대통령이 대만산 반도체에 수입 관세 부과 가능성을 언급하면서, 반도체 업계에 긴장감이 감돌고 있다.

💡 미국 관세 부과 시 예상 영향:
• TSMC 고객사(애플, 엔비디아, AMD 등)의 비용 부담 증가
• 반도체 가격 상승 → 소비자 부담 증가
• TSMC의 미국 내 생산 비중 확대 가능성

현재 TSMC는 애리조나에도 반도체 공장을 운영 중이지만, 여전히 대만이 기술력과 생산량 면에서 우위를 점하고 있다. 따라서 관세가 현실화되면, 미국 내 기업들의 반발이 커질 가능성이 높다.

💡 마무리: TSMC, GAA 기반 1nm 공정으로 초미세 공정 선도할까?

TSMC는 타이난 사룬 지역에서 1nm 공장을 건설하며, GAA 기술을 적용한 초미세 공정 시대를 열고 있다.

✔ 2025년 2nm 양산, 2027년 1nm 양산 목표
✔ GAA 나노시트 기술로 성능 & 전력 효율 개선
✔ SRAM 수율 90% 유지 목표, 안정적 생산 가능성 높음
✔ AI 반도체, HPC 시장 겨냥한 초미세 공정 확대

하지만 삼성전자, 인텔과의 경쟁, 그리고 미국 관세 이슈가 변수로 작용할 전망이다. 과연 TSMC가 1nm 공정까지 선점하며 반도체 업계를 주도할 수 있을지, 앞으로의 행보가 주목된다.