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“주도권 되찾는다” 옹스트롬 선택하며 제조 공정의 언어를 바꾸는 인텔

Mark Hachman | PCWorld 2021.07.28


인텔은 로드맵을 지속적으로 발전시키고 있으며, 더욱 전통적인 리소그래피가 활력을 다하면서 필요해진 제조 기법인 EUV(Extreme Ultraviolet) 리소그래피 활용을 늘릴 계획이다. 여기에 문제가 있다. 반도체의 세부가 이를 절단하는 레이저광선의 파장과 비교하여 너무 작아졌다. 칩 제조사는 패터닝(Patterning)이라는 기법을 사용하여 ‘속이는’ 방법을 찾아냈지만, 공정을 지속하기에는 너무 복잡해졌다. 

EUV 자체의 문제도 있다. 우선, 전통적인 리소그래피보다 더 많은 공정 전력이 필요하다. 또 EUV 방사선이 모든 유형의 고체에 흡수되기 때문에 EUV도 진공이 필요하다. 제조 오류를 발생시킬 수 있는 소위 말하는 무작위 확률 영향도 EUV 제조에 문제가 되었다. 인텔은 통합 GPU를 망칠 수 있는 오류를 이런 GPU를 끈 상태로 판매하는 F 시리즈 코어 칩 등으로 이런 문제를 해결했다. 

옹스트롬 세대로 넘어가기 위해서는 EUV가 필요하지만, 향후 몇 년 동안 인텔의 제조 단가(칩 가격)에 대한 실질적인 문제가 발생할 것이다. 지속적인 칩 부족 문제도 존재한다. PC 고객이 긴장을 하고 있는 이유도 있고, 인텔도 이미 칩 부족에 대해 경고하고 있다. 

새로운 인텔 트랜지스터: 리본FET(RibbonFET) 

인텔은 이 새로운 세대에 2011년 적측형 FINFET 기술을 발표한 이후 첫 번째 트랜지스터 디자인 변경을 포함해 트랜지스터 제조 및 패키징의 혁신이 동반될 것이라고 밝혔다.  
 
인텔의 새로운 PowerVia와 리본FET ⓒ Intel

여기에서 인텔은 2가지 추가적인 변화를 추구하고 있다. PowerVia를 칩 상단에서 하단으로 이동하고 ‘GAA(Gate All Around)’ 디자인 또는 리본FET로 전환한다. PowerVia 기술은 전력 효율성을 개선한다. GAA는 기본적으로 칩을 통해 나노와이어를 생성한다. PowerVia와 리본FET 기술 모두 2024년에 인텔 20A에 적용된다.

GAA는 칩 설계를 2차원에서 3차원으로 확장한다. 패키징도 이런 방향으로 발전했다. 인텔은 2017년 EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)를 발표했다. 이를 통해 인텔 CPU는 같은 칩 안에서 다른 프로세스 다이(Die)로부터 구성할 수 있었다. 포베로스(Foveros) 기술을 통해 다른 다이를 수직으로 쌓아 올릴 수 있는데, 프로토타입 레이크필드(Lakefield) 칩으로 발전했으며, 삼성 갤럭시 북 S(Samsung Galaxy Book S)에 탑재되었다. 하지만 인텔은 두 기술을 향후 출시될 앨더 레이크와 메테오 레이크 칩에도 사용할 것으로 예상된다. 
 
​​​​​인텔의 포베로스 옴니와 포베로스 다이렉트 패키징 기술 ⓒ Intel

인텔의 포베로스 옴니(Foveros Omni) 기술은 이를 더욱 확장해 포베로스의 ‘다이 분해’ 부분을 수직으로 확장한다. 기본적으로 인텔이 같은 칩 안에서 성능 코어와 저전력 코어를 결합할 수 있는 더 많은 수단을 제공할 것이다. 두 번째 기술인 포베로스 다이렉트(Foveros Direct)는 더 나은 전기 저항과 성능을 위해 직접 구리-구리 본딩을 추가할 것이다. 

인텔은 2024년에 인텔 20A 공정을 통해 모든 것이 결실을 맺게 될 것이라고 밝혔다. 또한 2025년부터는 다시 칩 제조 산업을 선도할 것으로 기대하고 있다. 나타라잔은 “세부사항은 밝힐 수 없지만, 이미 18A를 개발하고 있다. 18A 기술을 통해 2025년까지 기술 주도권을 회복할 것으로 보고 있다”라고 덧붙였다. editor@itworld.co.kr

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