TSMC, 니가 그렇게 2나노를 잘해? 1

TSMC, 니가 그렇게 2나노를 잘해? 2


1. 기본 성능 향상과 전력 효율
- 28나노 대비 140배 성능 개선 (2011년~2025년, 14년간의 발전)
- 3나노 공정 대비 주요 개선사항
* 동일 전력 조건에서 최대 15% 속도 향상
* 최대 35% 성능 격차 달성
* 저전압 상태에서도 3나노 대비 우수한 와트당 성능 발휘
* 전력 효율과 속도 모두 개선 (트레이드오프 극복)

2. 게이트올어라운드(GAA) 기술
- 나노시트 구조 최초 도입
* 전류가 흐르는 채널을 게이트가 완전히 감싸는 구조
* 회로 축소 시에도 데이터 이동 원활성 확보
- 소자 최적화
* 숏 소자와 톨 소자의 조합 설계
* 용도별 최적화 배치로 15% 성능 개선
* 순수 숏 소자 대비 우수한 성능 실현

3. 전압 제어 및 누설 전류 관리
- 정밀한 전압 제어 구현
* 200mV 범위 내 6개 문턱전압 배치
* 약 40mV 간격으로 초정밀 제어 (일반 50~70mV 대비 개선)
- 누설 전류 관리
* DIBL 현상 최소화
* 드레인 전압 변화에 따른 누설 전류 변동 최소화
* 68mV/dec의 이상적인 S·S(Subthreshold Swing) 달성
- 데이터 전송 속도
* 누설 전류 증가 없이 70% 속도 향상

4. 하이브리드 본딩 기술 (SoIC)
- 배선 간격 혁신
* 칩-칩 간격: 9μm → 4.5μm
* 칩-기판 간격: 6μm → 4.5μm 이하
* 기존 범프 방식(50μm) 대비 획기적 감소
- 적용 사례
* AMD의 SRAM과 SoC 결합
* 엔비디아 GPU와 HBM 연결
* 2.5D 패키징 기술 주도

5. 배선 공정 혁신
- EUV 싱글 패터닝 적용
* 중간배선(MoL) 정밀도 향상
* M1 영역 정전용량 47% 개선
* 회로 간격 편차 최소화
- 배선 소재 혁신
* TiN 보호막 제거
* 100% 텅스텐 채움 공정 도입
* 게이트 저항값 55% 감소
* 정보 이동 속도 6.2% 향상

6. SRAM 성능 강화
- 집적도 향상
* 7나노: ㎟당 25Mb
* 2나노: ㎟당 38Mb (52% 증가)
- 256Mb 고용량 SRAM
* 평균 수율 80% 달성
* 최대 수율 90% 달성
- 신뢰성 검증
* 1000시간 고온·저온 테스트 통과
* GAA 공정 적용으로 안정성 확보

7. 호환성 및 확장성
- 차세대 메모리 호환
* HBM3E (5세대 HBM)
* LPDDR6 모바일 DRAM
- 주요 고객사 적용 예정
* 애플 A20 프로세서
* 엔비디아 차세대 AI GPU

8. 양산 로드맵
- 2025년 하반기: 초기 양산 개시
- 2025년 말: 고객사 양산 검증 완료
- 2026년: 본격 대량양산 시작
- 주요 타겟
* 모바일 AP
* 서버용 프로세서
* AI 가속기

9. 특이사항
- 성능 개선 수치는 상세 공개
- 구체적 구현 방법은 비공개 (영업 비밀)
- 삼성전자 대비 기술 우위 암시
- 업계 최고 수준의 미세공정 기술력 과시