일본, 2025년 최첨단 2나노 반도체 칩 본격 양산

일본은 빠르면 2025년에 최첨단 2나노 칩을 생산할 수 있으며 이를 위해 TSMC와 경쟁하면서 R&D 및 제조 분야에서 워싱턴과 파트너십 구축에 나선다.

현재는 대만의 TSMC가 2nm 칩의 양산 기술 개발을 주도하고 있다.
일본이 미국과 협력하여 빠르면 2025 회계연도부터 2나노미터 반도체를 위한 국내 제조 기지를 구축할 것이라고 닛케이가 보도했으며 차세대 칩 기술 상용화 경쟁에 합류했다.

일본과 워싱턴에서는 양자 칩 기술 파트너십에 따라 지원을 제공할 것이다. 양국 민간기업이 디자인 연구와 양산에 나선다.

TSMC는 2nm 칩의 양산 기술 개발에 앞장서고 있다. 일본은 차세대 칩의 국산화를 실현해 안정적인 반도체 수급을 노리고 있다.

일본 기업과 미국 기업이 공동으로 새로운 회사를 설립하거나 일본 기업이 새로운 제조 허브를 설립할 수 있다. 일본의 경제산업성은 연구개발비와 자본지출을 부분적으로 보조한다.

이르면 올 여름부터 공동 연구를 시작해 2025년부터 2027년 사이에 연구 및 양산센터를 구성한다.

세계 최대의 수탁 칩 제조업체인 TSMC는 일본 구마모토 현에 칩 팹을 건설하고 있지만 이 공장은 10nm에서 20nm 범위로 규모가 축소된 덜 발전된 반도체만 생산할 것이다.
반도체의 소형화는 소자의 소형화 및 성능 향상으로 이어진다. 2nm 칩은 양자 컴퓨터, 데이터 센터 및 첨단 스마트폰 등과 같은 제품에 사용된다. 이런 칩은 또한 전력 소비를 줄여 탄소 발자국을 줄인다.

크기는 전투기와 미사일을 포함한 군용 하드웨어의 성능도 결정할 수 있다. 그런 점에서 2나노 칩은 국가안보와 직결된다.

일본과 미국은 지난 5월 초 반도체 협력 기본원칙에 서명했다. 양측은 다가오는 내각 경제 관리들의 "2+2" 회의에서 협력 프레임워크의 세부 사항에 대해 논의할 것이다.

지난주에 일본 내각이 승인한 기시다 후미오 총리의 "신 자본주의" 어젠다는 미국과의 양자 민관 협력을 통한 올해의 설계 및 제조 기반 형성에 대한 개요를 담고 있다.

2나노 R&D에 강한 IBM은 지난해 프로토타입을 개발했다. 미국의 동료인 인텔도 2나노 공정에 대한 연구개발을 진행하고 있다.

일본의 국립산업기술종합연구소(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)가 운영하는 쓰쿠바(Tsukuba)시의 한 연구소가 2nm 공정을 포함한 첨단반도체 라인의 제조 기술 개발을 위한 협력을 주도하고 있다. IBM, 인텔, TSMC와 함께 도쿄 일렉트론(Tokyo Electron), 캐논(Canon) 등의 칩 제조 장비 업체들이 공동으로 참여하고 있다.

일본은 신에쓰화학(Shin-Etsu Chemical) 및 숨코(Sumco) 등과 같은 강력한 칩 재료 제조업체의 본거지이며 미국에는 칩 제조 장비 대기업인 어플라이드 머티리얼즈(Applied Materials)가 있다. 칩 제조업체와 주요 공급업체 간의 이러한 협력은 2nm 칩의 대량 생산 기술을 손에 넣을 수 있도록 하기 위한 것이다.

TSMC는 차세대 칩 양산의 최전선에 있다. 이 회사는 올해 2nm 제조 시설 건설에 착수할 예정이며 올해 말에 3nm 칩의 대규모 제조를 시작할 것으로 예상한다.


김세업 글로벌이코노믹 기자