파운드리 4나노 공정
용어다른 회사(파운드리)에 맡겨 만드는 반도체 제조 규격 중 하나로, 회로 선폭이 약 4나노미터 수준인 공정. 숫자가 작을수록 같은 칩에 더 많은 회로를 넣을 수 있다.
다른 회사의 설계를 받아 반도체를 대신 생산하는 파운드리의 제조 기술 세대 중 하나로, ‘4나노’라는 이름이 붙은 공정입니다.
통념 교정
“4나노 공정은 칩 안의 모든 회로 선폭이 정확히 4나노미터라는 뜻으로 흔히 알려져 있습니다. 실제로는 회로의 특정 치수가 4나노미터라는 단순한 의미가 아니라, 트랜지스터 구조와 배선, 전력 효율, 집적도 등을 종합해 구분하는 공정 세대의 이름입니다.”
1.무엇인가
**파운드리(foundry)**는 다른 회사가 설계한 반도체를 대신 제조하는 사업 또는 업체를 뜻합니다. 반도체 업계에서는 설계 전문 회사와 제조 전문 회사가 분리되어 있는 경우가 많습니다. 예를 들어 팹리스가 모바일 프로세서의 설계도를 만들면, 파운드리는 그 설계에 맞춰 실제 웨이퍼를 생산합니다.
4나노 공정은 이러한 파운드리가 제공하는 제조 기술 가운데 하나입니다. 나노미터는 10억분의 1미터를 뜻하지만, 공정 이름의 숫자가 실제 회로의 모든 선폭을 그대로 나타내지는 않습니다. 일반적으로 세대가 바뀌면서 더 작은 면적에 더 많은 트랜지스터를 넣고, 같은 성능에서 전력 소모를 줄이거나 같은 전력에서 처리 성능을 높이는 것을 목표로 합니다.
다만 ‘4나노’라는 이름만으로 실제 성능이 자동으로 결정되는 것은 아닙니다. 같은 4나노 계열이라도 파운드리 업체, 공정 방식, 설계 규칙, 생산 수율에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 공정은 건물의 토대와 같고, 칩 설계는 그 토대 위에 짓는 건물과 비슷합니다. 토대가 좋아도 설계와 시공이 부실하면 최종 제품의 품질이 보장되지 않습니다.
2.왜 중요한가 (투자자 관점)
파운드리 4나노 공정은 고성능 컴퓨팅, 모바일 애플리케이션 프로세서, 인공지능 반도체 등 비교적 높은 성능과 전력 효율이 필요한 칩의 생산과 관련될 수 있습니다. 고객사가 해당 공정을 채택하면 파운드리 업체에는 웨이퍼 생산 매출과 장기적인 고객 관계가 생길 수 있습니다.
그러나 공정 개발에 성공했다는 발표와 실제로 안정적인 양산이 가능하다는 것은 다릅니다. 수율은 생산된 칩 가운데 판매 가능한 수준으로 정상 작동하는 제품의 비율을 뜻합니다. 수율이 낮으면 같은 주문을 처리하는 데 더 많은 웨이퍼가 필요하고, 제조 원가와 납기 부담이 커질 수 있습니다. 고객사가 설계를 완료했더라도 수율 문제로 다른 공정이나 업체를 검토할 가능성이 있습니다.
주식 투자자는 ‘4나노 수주’라는 표현만 보고 실적 증가를 단정해서는 안 됩니다. 수주가 실제 매출로 이어지는 시점, 생산능력 확대에 필요한 투자, 고객사의 제품 출시 일정, 수율 개선 여부를 함께 살펴야 합니다. 특히 HBM4와 같은 고대역폭 메모리는 메모리 칩 자체의 제조 기술과 패키징, 컨트롤러 등 여러 요소가 함께 작동하는 제품입니다. 따라서 파운드리 4나노 공정이 언급되었다고 해서 HBM4 전체가 4나노로 생산된다고 해석해서는 안 됩니다. 관련 칩이나 로직 다이, 패키징 구조에서 어떤 역할을 하는지 확인해야 합니다.
3.실전 예시
한 팹리스가 인공지능 가속기 설계를 완료하고 파운드리의 4나노 공정을 선택했다고 가정합니다. 이때 투자자는 단순한 설계 계약 여부뿐 아니라 시제품 생산, 검증, 양산 승인까지 진행되었는지 확인해야 합니다. 시제품이 나왔어도 수율이 낮으면 매출 인식이 늦어지거나 추가 비용이 발생할 수 있습니다.
한 반도체 기업이 HBM4 공급 확대와 함께 4나노 관련 기술을 강조한다고 가정합니다. 이 경우 4나노가 메모리 셀 제조에 쓰이는지, 별도의 로직 칩이나 컨트롤러에 쓰이는지, 또는 패키징 과정의 일부인지 구분해야 합니다. 기술 발표의 대상과 실제 매출 대상이 다르면 시장의 기대와 기업 실적 사이에 차이가 생길 수 있습니다.
4.헷갈리는 개념과 구분
| 개념 | 차이 |
|---|---|
| 파운드리 | 다른 회사의 반도체 설계를 받아 제조하는 사업 또는 업체입니다. |
| 팹리스 | 반도체를 설계하지만 자체 생산시설 없이 제조를 외부 파운드리에 맡기는 회사입니다. |
| 4나노 공정 | 파운드리가 제공하는 제조 기술 세대입니다. 특정 회사나 특정 칩의 이름이 아닙니다. |
| 수율 | 생산된 칩 중 정상 작동해 판매 가능한 제품의 비율입니다. 공정의 세대명과 달리 실제 생산 효율을 나타내는 지표입니다. |
또한 4나노와 5나노의 숫자만 비교해 어느 업체의 칩이 반드시 더 빠르거나 전력 효율이 높다고 단정할 수 없습니다. 설계, 트랜지스터 구조, 라이브러리, 패키징, 목표 제품에 따라 결과가 달라집니다.
5.확인 체크포인트
- ‘4나노’가 실제로 어떤 칩 또는 칩 내부 블록에 적용되는지 확인합니다.
- 개발 완료인지, 시제품 생산인지, 고객 인증과 양산까지 끝났는지 구분합니다.
- 공정의 수율, 생산능력, 고객사 수와 같은 양산 관련 지표를 확인합니다.
- 파운드리 매출과 메모리 매출, 패키징 매출을 구분해 해당 기술이 기업 실적에 미치는 경로를 살핍니다.
본 문서는 정보 제공용이며 투자 권유가 아닙니다.