인텔이 최첨단 반도체 기술인 2나노미터(㎚) 경쟁의 첫 포문을 열었다.
인텔은 9일(미 현지시간) 18A 공정으로 차세대 노트북용 프로세서 '팬서 레이크' 양산을 시작했다고 밝혔다.
미국 애리조나주에 위치한 오코틸로 팹(팹 52) 18A 공정을 가동했으며, 프로세서의 핵심이 되는 중앙처리장치(CPU) 코어를 18A로 만들었다고 설명했다.
일반적으로 반도체는 집적도가 높을 수록 성능을 향상시킬 수 있다. 즉 회로가 얇고 많을 수록 고성능 반도체를 만들 수 있는데, 18A는 인텔이 보유한 반도체 제조 공정 중 가장 미세한 회로를 구현할 수 있는 기술이다. 인텔은 회로 선폭에 대한 구체적 수치를 공개하지 않았지만 반도체 업계에서는 인텔 18A가 2㎚ 안팎일 것으로 보고 있다.
2㎚ 양산을 공식 발표한 건 전 세계 반도체 업체 중 인텔이 처음이다. 세계 최대 파운드리 업체인 TSMC와 삼성전자도 2㎚ 공정을 준비하고 있지만 대량 생산은 아직이다.
미국 유일 반도체 제조 업체인 인텔의 기술력을 엿볼 수 있는 대목으로, 전 세계 벌어지고 있는 반도체 패권 경쟁과 파운드리(반도체 위탁 생산) 시장에서 인텔의 위상 변화가 주목된다.
인텔은 18A 공정에 첨단 기술들을 대거 도입했다.
우선 자체 처음 '게이트올어라운드(GAA)'를 적용했다. GAA는 반도체 트랜지스터 핵심 요소인 게이트와 채널 접합면을 4개로 늘린 구조로, 기존 접합면이 3개인 핀펫 대비 성능과 전력 효율성을 강화한 것이 특징이다.
인텔 GAA는 2022년 3㎚에 GAA를 적용한 삼성전자보다는 늦었지만, 양산 기준으로 올 연말 예정인 TSMC(2㎚)보다 먼저 시작한 것이다.
인텔은 또 업계 최초로 '후면전력공급장치(BSPDN)'를 적용했다. 후면전력공급은 회로가 그려진 웨이퍼 반대편(후면)에 전력 공급선을 배치하는 기술로, 반도체 성능·전력효율·면적(PPA)을 개선할 수 있다.
이번 펜서 레이크에는 적용하지 않았지만 인텔은 내년 상반기 출시 예정인 서버용 프로세서 '제온 6 플러스(코드명 클리어워터 포레스트)'를 18A 공정으로 만들면서 후면전력공급 장치를 첫 적용할 계획이다. 인텔은 이를 통해 반도체 셀 활용도를 10% 개선하고, 동일 전력 기준 성능을 4% 향상시킬 수 있다고 설명했다.
후면전력공급은 TSMC의 경우 2026년 예정인 A16(약 1.6㎚) 공정에, 삼성전자는 2027년 양산 목표인 SF2Z(2㎚) 공정에 도입할 예정으로, 이 역시 인텔이 기민하게 준비한 것으로 풀이된다.
인텔은 또 클리어워터 포레스트에 구리와 구리를 직접 연결, 신호 전달 저항을 낮추고 성능을 끌어올리는 첨단 패키징 기술인 '하이브리드 본딩'도 첫 적용하겠다고 밝혀 기술력을 과시했다.
인텔은 엔비디아와 협력도 언급해 눈길을 끌었다. 엔비디아는 지난 9월 인텔에 50억달러를 투자하겠다고 밝혔다.
사친 카티 인텔 최고기술책임자(CTO)는 “인텔 CPU가 엔비디아의 시스템과 통합될 것”이라며 “엔비디아와 인텔 AI 가속기가 서로 다른 인프라에서도 실행될 수 있도록 소프트웨어 측면에서도 개방형으로 접근할 것”이라고 밝혔다. 인텔 CPU와 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)가 결합된 AI 가속기 등을 선보이는 한편 엔비디아 기반 서버나 데이터센터에 인텔 CPU가 탑재될 수 있는 SW 환경을 만들겠다는 의미로 해석된다.
