[시황 스터디] 인텔 파운드리 근황과 삼성전자

 

 
 
 

인텔 파운드리 근황과 삼성전자 (느낌이블로그)

 
 
 

미래는 선단공정의 경쟁, 모바일 AP도 초미세 공정

 
1) 스마트폰의 두뇌인 애플리케이션프로세서(AP)의 3㎚ 공정 경쟁이 이번 애플의 아이폰15 시리즈 출시로 인해 막이 올랐음.
 
2) 애플은 아이폰15 프로와 프로맥스 등 최상위 라인업에 3㎚ 기반의 AP인 A17 Pro를 탑재했는데, 3㎚ 기술로 생산된 AP가 스마트폰에 탑재되는 것은 이번이 처음임.
 
3) A17 Pro 칩은 GPU 재설계를 비롯해 칩 전체를 크게 개선하였으며, 전작 대비 트랜지스터 수가 160억 개에서 190억 개 수준으로 약 18% 늘어남.
 
4) 또한 전작 대비 CPU 속도가 최대 10% 빨라졌으며, 6코어 디자인을 채택한 GPU는 속도가 최대 20% 이상 빨라져 AR 과 게이밍 등 고성능 콘텐츠의 몰입감을 높였다고 함.
 

 
5) 안드로이드 진영에서도 3㎚ 공정이 적용된 AP 양산에 속도를 내고 있으며, 퀄컴은 이번 스냅드래곤 서밋 행사에서 4㎚ 기반의 스냅드래곤8 3세대를 공개할 예정임.
 
6) 추가적으로 퀄컴은 내년 3㎚ 공정이 적용된 스냅드래곤8 4세대를 공개할 예정이며, 삼성전자도 이르면 올해 말 4㎚ 공정을 적용한 자체 AP 엑시노스2400을 공개할 예정임.
 
7) 결국 소비자가 직접 사용하는 스마트폰 영역까지 3㎚ 초미세공정 기술이 적용되고 있으며, 선단공정 생태계 확장 조짐에 파운드리 업체들도 적극적으로 고객사 유치에 나서고 있음.
 
8) 대만의 TSMC는 이미 지난해 말 3㎚ 칩셋 양산을 시작했으며, TSMC의 3㎚ 공정 칩은 FinFET 소자를 사용하고 있는데 기존 5㎚ 대비 10~15% 속도 향상과 30~35%의 전력 효율성이 개선됨.
 
9) 삼성전자 파운드리 마찬가지로 3㎚ 공정 경쟁력을 앞세워 고객사를 추가 확보할 계획이며, 삼성전자는 최근 3㎚ 2세대 공정 개발을 마쳤음.
 
10) 삼성전자는 자사의 3㎚ 공정이 4㎚ FinFET 공정 대비 성능이 22% 개선되고 전력 효율이 34% 향상됐다고 밝혔으며, 지난해 삼성전자는 GAA 소자를 사용한 3㎚ 2세대 공정에서 대형 모바일 고객을 확보했다고 언급했음.
 

 
 
 

인텔의 선전포고, 파운드리 지각 변동은? 

 
1) 인텔 CEO인 팻 겔싱어가 지난 19일 미국 캘리포니아주 산호세에서 열린 인텔 이노베이션(Intel Innovation)에서 차세대 1.8㎚급 웨이퍼를 선보였었음.
 
2) 이는 인텔이 TSMC, 삼성전자가 양분하고 있는 선단 파운드리 시장에 선전포고를 날린 것이며, 1.8㎚ 공정은 현재 삼성전자와 TSMC가 양산 중인 최선단 3㎚ 공정보다 2세대가량 앞선 기술임.
 
3) 1.8㎚ 공정은 인텔이 2021년 파운드리 시장 재진출을 선언하며 언급했던 5가지 공정 개발 로드맵의 마지막 단계인데, 이번 행사를 통해 인텔은 1.8㎚ 양산 계획이 순항 중이라고 밝힘.
 

4) TSMC와 삼성전자는 2025년부터 2나노 반도체를 양산할 예정이었으며, 이러한 인텔의 발표는 시장을 리드하고있는 두 업체에게 예상보다 큰 충격을 가져다 줬을 것임.
 
5) 그러나 현재 인텔의 파운드리 시장 점유율은 미미한 수준이며, 올해 2분기 기준 TSMC(56.4%), 삼성전자(11.7%)와 큰 격차를 나타내고 있음.
 
6) 또한 반도체 초미세 공정은 높은 기술 난이도와 생산 단가로 인해 현재까지는 수요가 적은 편이며, 최근 글로벌 소비 침체로 선단 공정 CAPEX 확장이 지연되고 있는 상황임.
 
7) 실제로 글로벌 파운드리 업계에서 압도적으로 1위인 TSMC도 2㎚ 양산 일정을 2025년 하반기에서 2026년으로 연기할 수 있다는 전망도 나오고있음.
 
8) 이러한 우려에도 불구하고 인텔은 내년부터 회계 기준을 변경해, 자사 제품 생산량도 파운드리 실적에 포함하기로 밝혔음.
 
9) 이렇게되면 파운드리 부문의 매출이 비약적으로 늘어나게 되며, 회계상으로는 삼성전자를 넘어설 수 있을것이라는 전망도 나오고 있음.

10) 또한 반도체 업계 일부에서도 인텔의 재도약 가능성에 긍정적인 전망을 보이고 있는데, 이는 미중 패권분쟁이 격화되는 가운데 미국 대표 반도체 기업인 인텔이 파운드리 전략자산으로 지목됐기 때문임.

 

 

반응형

 
 
 

회의적인 인텔의 1.8㎚ 공정

 
1) 인텔은 앞서 언급한대로 1.8㎚ 공정을 내년 1분기부터 양산 준비에 돌입해 2025년 출시한다는 계획을 가지고 있음.
 
2) 그러나 인텔의 1.8㎚ 공정에는 회의적인 의견도 나오고 있는데, 실제로 인텔은 3㎚도 제대로 양산하지 못하고 있는 상황에서 1.8㎚ 양산 이야기를 꺼내기엔 너무 이르기 때문임.
 
3) 현재 3㎚ 양산이 가능한 글로벌 파운드리 업체는 TSMC, 삼성전자 두 곳 뿐이며, 인텔은 현재 7㎚ 칩을 양산하고 있기 때문에 이번 1.8㎚ 공정이 적용된 Wafer 공개 이벤트는 일종의 과시 목적이 큼.
 
4) 또한 인텔은 1.8㎚ 공정부터 업계 최초로 HIGH NA EUV 장비를 적용할 예정인데, NA는 노광 장비 내 렌즈의 크기를 나타내는 것으로 HIGH NA EUV는 기존 EUV 장비 대비 렌즈 및 반사경 크기를 확대한 것임.
 

 
5) HIGH NA EUV 초기 버전은 올해 말 시장에 도입될 예정이며, 반도체 업계에서는 HIGH NA EUV를 도입 후 안정화 시간에만 몇 달이 걸릴 것으로 예상하고 있음.
 
6) 과거 삼성전자와 TSMC 도 EUV 장비를 처음으로 도입할 때 몇 달간 안정화 작업을 거친 바 있는데, 이는 인텔이 당장 내년 1분기부터 1.8㎚ 공정 양산이 힘들 것으로 예상되는 가장 큰 이유임.

7) 또한 HIGH NA EUV 장비의 시제품이 아직 시장에 나오지 않은점은 인텔의 1.8㎚ 공정이 적용된 Wafer 에 의문점만 더 키우고 있음.
 
8) 만약 인텔이 다른 장비를 사용해서 1.8㎚ 공정 Wafer 를 제작 했다고 가정해도, 실제로 수율과 성능이 괜찮은 지도 의문이며, 양산준비가 됐다면서 새로운 장비를 기다리고 있다는 것은 어불성설임. 
 
9) 추가적으로 HIGH NA EUV 장비는 기존 EUV에서 생산성이 높아지는 데 초점이 맞춰져 있으며, 반도체 선폭을 더 작게 뜨는 기술을 의미하는 것은 아님.
 
10) 따라서 양산성이 조금 더 좋아진 장비를 가지고 1.8㎚ 공정을 한다는 것 자체가 의미가 없는 이야기이며, 이 장비를 가지고 기술적 차별화를 시도한다고 보는 건 근거가 없음.
 

 
 
 

그러나 방심할 수 없는 인텔 파운드리

 
1) 최근 인텔은 인텔 이노베이션 2023에서 EUV 노광 공정을 적용한 CPU인 메테오 레이크를 공개했으며, 이는 인텔 파운드리가 EUV를 활용해서 만든 첫 CPU로 자사 패키징 기술까지 접목한 것이 특징임.

2) 메테오 레이크는 인텔4 공정으로 양산한 첫 제품이며, 7㎚ 공정이 적용되어 10㎚ 이하 공정에 어려움을 겪었던 인텔이 삼성전자와 TSMC의 추격 발판을 마련한 셈임.
 
3) 또한 메테오 레이크는 2세대 포베로스 기술로 패키징된 것이 특징인데, 포베로스는 2018년 인텔이 개발한 3차원 적층 패키징 기술로 기존에는 범프 피치가 36㎛까지 축소됨.
 
4) 메테오 레이크에는 또 두개의 신경망 컴퓨팅 엔진으로 구성된 신경망처리장치(NPU)가 탑재됐으며, 단일 작업에서 두 엔진이 독립적으로 작업을 처리해 저전력 AI를 구현할 수 있음.
 

5) 현재 인텔은 세계 최대 CPU 업체로 노트북 시장에서 70%가 넘는 점유율을 보유하고 있으며, 메테오 레이크는 하반기 삼성, LG, HP 등 노트북 제조사들에 공급될 예정임.
 
6) 메테오 레이크는 인텔 파운드리의 신성장동력으로 인텔은 메테오 레이크를 만들 때, 자체 EUV 공정 외 TSMC 등 외부 파운드리와도 협력하였는데 외부 파운드리 활용도는 20% 정도라고 밝힘.
 
7) 파운드리 생태계의 후발주자인 인텔은 자체 반도체 칩 제조를 우선하는 TSMC나 삼성전자와 달리 경쟁 파운드리와의 협력을 차별화로 내세우고 있음.

8) 또한 인텔은 차세대 패키지로 주목 받는 유리 기판 기술 개발 현황도 공유했는데, 플라스틱 소재가 대부분이었던 기존 인쇄회로기판(PCB)을 유리 소재로 대체하는 기술임.
 
9) 실제로 유리 기판은 플라스틱 대비 표면이 거칠지 않아 미세 회로를 새기고 여러 칩을 결합할 때 유리하다는 장점이 있는데, 기판 두께도 1/4 수준으로 줄이고 회로 왜곡도 절반 정도 감소함.
 
10) 인텔은 2030년까지 AI 나 GPU 등 서버용 반도체 칩에 유리기판을 적용하는 것이 목표라고 밝혔으며, 현재 미국 애리조나주 챈들러에 10억달러를 투입하여 연구개발(R&D) 라인을 구축한 상황임.
 

 
11) 미중 패권 전쟁으로 최근 미국 정부의 전폭적인 지원과, 생성형 AI 시장이라는 새로운 패러다임 변화가 시작된 현 시점은 인텔에게 또 다른 변곡점이 될 수 있음.
 
12) 물론 한때 글로벌 최고의 반도체 제조업체였던 인텔이 생성형 AI 시장의 열풍을 등에 업고 파운드리 시장에서 변곡점을 만들어 낼 수 있을지는 향후 지켜봐야 할 부분임.
 
13) 참고로 인텔의 올해 2분기 매출은 전년 동기 대비 15%가량 줄어든 129억 달러로, 6개 분기 연속 감소세를 이어갔으나 올해 2분기 순이익은 15억 달러를 기록하면서 적자 탈출에 성공함.
 
14) 경제가 반도체와 소프트웨어에 바탕을 두고 성장하는 실리코노미(Siliconomy)를 AI가 만들어 낼 수 있는지가 이번 싸이클의 핵심이며, 여기에 올라타려는 인텔의 모습을 삼성전자가 있는 대한민국은 낙관적으로만 볼 수 없음.