2024년 선두 탈환을 목표로 하는 Intel(인텔)이 사운을 걸고 있는 '두 가지 최첨단 기술'은?

2024년 선두 탈환을 목표로 하는 Intel(인텔)이 사운을 걸고 있는 '두 가지 최첨단 기술'은?

첨단 칩 제조에서 TSMC와 삼성에 뒤진 인텔(Intel)은 2024년 말 출시 예정인 데스크톱 및 노트북용 칩 'Arrow Lake'로 과감한 반격을 노리고 있습니다. 인텔의 첨단 칩을 뒷받침하는 차기 프로세스 노드 'Intel 20A'에 투입될 것으로 보이는 두 가지 혁신적 기술 'RibbonFET'과 'Power Via'에 대해 미국 전기전자학회 기술지 IEEE Spectrum이 설명하는 내용입니다.

 

FOR THE PAST FIVE YEARS, Intel has lagged behind Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. and Samsung in advanced chip manufacturing. Now, in an attempt to regain the lead, the company is making a bold—and risky—move, introducing two novel technologies in its desktop and laptop Arrow Lake processor, due out in late 2024. Intel hopes to leapfrog its competitors with new transistor technology and a power-delivery system that would be the first of its kind.

인텔은 오랜 기간 반도체 산업을 주도해온 칩 제조의 탁월함을 가졌었지만 2018년 10nm 프로세스 노드로의 이행 지연이 가시화되면서 칩 제조 계획에 차질이 생긴 것을 시작으로 2020년에는 7nm 프로세스 노드에서 걸려 'Intel 4'로 재출발하는 등 시련이 이어지고 있습니다.

만회를 노리는 인텔이 주력하고 있는 것이 현행 FinFET를 대체할 트랜지스터 아키텍처인 RibbonFET입니다. 종전의 FinFET 기술은 채널과 게이트가 접하는 면을 1면에서 3면으로 늘림으로써 저소비전력과 논리회로 밀도를 향상시켜 왔으나 미세화에 따라 전류 제어 능력의 한계에 도달하고 있습니다.

한편, Ribbon FET에서는 게이트가 완전히 채널을 감싸기 때문에 제어성이 크게 향상됩니다. RibbonFET가 Intel 20A에 도입될 경우 에너지 효율이 최대 15% 개선될 것이라고 Intel은 말했습니다. 차기 프로세스 노드인 Intel 20A의 "A"는 옹스트롬(ångström, 기호는 Å. 길이가 아닌 SI 단위를 말함)에서 따왔으며, 기존 명명 규칙에서의 "nm(나노미터)"와 같은 특정 측정값에 얽매이지 않는 것을 의미합니다.

IEEE Spectrum이 더욱 극적인 기술로 자리매김하고 있는 것이, 「PowerVia」라고 하는 지금까지와는 아주 다른 새로운 계획·고안의 전력 공급 방식입니다. PowerVia는 일반적으로 후면 전력공급 기술이라고 하는 것으로, 그 이름 그대로 기판 뒷면에 전원 배선을 통과시키는 기술로 분류됩니다. 종래의 기판상에서는, 한쪽 면에만 배치된 전원 배선과 신호 배선이 자원을 서로 빼앗고 있었지만, 이것을 분리하는 것으로 성능은 6% 향상된다고 합니다.

Intel은 한쪽 면에 필요한 요소를 담은 기존 웨이퍼를 피자에 빗대어, 더 이상 피자를 만들지 않겠다고 선언했습니다.

RibbonFET와 PowerVia를 밀어내고 더 이상 뒤처지는 것을 피하기 위해 이 두 기술은 동시에 투입될 예정입니다. 통상 이 같은 기술개발 계획은 10년 단위로 진행되지만 RibbonFET와 PowerVia의 실현이 가까워짐에 따라 Intel은 두 타임라인이 교차하는 것을 교차하는 것을 깨달았다고 합니다. 그래서 한쪽 기술이 다른 쪽 기술을 기다리는 시간이 생기는 것을 피하기 위해 Intel은 두 기술을 양대 축으로 운용하기로 결정했습니다.

Intel은 2024년 전반에는 Intel 20A의 제조 준비가 갖추어 질 것이라고 합니다. TSMC는 2025년 초 2nm 공정을 통한 차기 N2나노시트 생산을 시작하면서 2026년까지 이면전력 공급기술을 탑재하는 N2P 칩 생산에 착수할 예정입니다. 한편 삼성은 2022년에 이미 3nm 노드 나노시트 트랜지스터를 도입했지만 이면 전력공급 기술의 구현 시기는 밝히지 않았습니다.

반도체 기술에 특화된 기술 컨설턴트 기업 테크인사이트의 댄 허치슨은 모든 반도체 기업이 이면전력 공급기술을 채택하는 것을 목표로 할 것으로 보고 있으며, 만약 인텔이 먼저 이를 실현시키면 다시 반도체 분야에서 선두로 복귀하는 것도 가능하다고 보고 있습니다.

허치슨은 과거에는 인텔이 보수적인 기업이었던 반면 TSMC는 적극적으로 리스크를 감수하고 흔히 목표를 벗어나기도 한 기업이었습니다. 지금은 상황이 역전되고 있었습니다. 한 번에 두 가지 큰 기술 혁신을 하려는 것은 매우 위험한 움직임이며 과거에는 그것으로 큰 실패가 일어난 적도 있습니다."라고 말했습니다.

*재미있거나 도움이 되셨다면 '구독' 꾹 눌러 주시기를 부탁드립니다. 늘 행복하세요.

 

In 2024, Intel Hopes to Leapfrog Its Chipmaking Competitors - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/intel-20a

In 2024, Intel Hopes to Leapfrog Its Chipmaking Competitors