[고든 정의 TECH+] EUV 반도체 미세 공정에 진심인 인텔…오리건 D1X 모드3 공개

작년 인텔 호의 새로운 선장이 된 팻 겔싱어 CEO는 공격적인 개발 로드맵을 제시하면서 전통적인 종합 반도체 회사를 넘어 파운드리 분야로 다시 진출하겠다고 선언했습니다. 이제까지는 직접 경쟁자가 아니었던 TSMC와 삼성의 자리를 넘보겠다는 이야기입니다. 하지만 이를 위해선 미세 공정에서 앞서가고 있는 두 회사를 따라잡을 수 있는 대규모 투자와 기술 개발이 필요합니다.

지난 11일 투자자 미팅에서 인텔은 오리건주에 있는 D1X 팹의 모드 3(Mod3) 확장과 신규 투자를 공개했습니다. 그리고 이전에 공개한 로드맵을 반년 정도 앞당길 것이라고 밝혔습니다.

현재 인텔이 미세 공정에서 직면한 가장 큰 문제는 경쟁자인 삼성전자와 TSMC와 달리 차세대 반도체 생산 공정인 극자외선(EUV) 양산에 아직도 들어가지 못했다는 것입니다. EUV는 훨씬 미세한 펜으로 회로를 그리는 것으로 비유할 수 있습니다. 당연히 기존의 반도체보다 더 작고 우수한 성능을 지닌 프로세서를 생산할 수 있습니다. EUV 공정 진입에 늦었다는 이야기는 파운드리는 물론 프로세서 경쟁에서도 이길 수 없다는 이야기입니다.

이를 만회하기 위해 인텔은 현재 반도체 노광장비 생산업체인 ASML에서 트윈스캔 EXE 3000 시리즈 EUV 장비를 도입해 인텔 4 (과거 7nm) 공정 양산을 서두르고 있습니다. 그리고 동시에 ASML로부터 차세대 EUV 장비인 트윈스캔 EXE 5200을 도입하기로 계약한 상태입니다. 이 장치는 인텔 4, 인텔 3, 20A, 18A 미세공정 이후에 투입할 예정입니다. 이번 투자자 미팅에서 공개한 내용에 따르면 인텔은 EXE 5200을 위해 대략 2만5000제곱미터 면적의 새로운 클린룸 시설을 포함한 D1X 모드3를 건설했습니다. EXE 5200이 기존의 EUV 노광설비보다 더 높아서 기존의 클린룸에 들어가지 않기 때문입니다. 여기에만 30억달러가 추가로 투입됐습니다. 하지만 아직 EUV 양산도 시작하기 전인데 2025년 이후를 위한 차세대 EUV 장비 도입부터 발표한 것은 그만큼 인텔이 다급하다는 뜻으로도 풀이됩니다.

인텔은 우선 올해 하반기 최초의 EUV 공정인 인텔 4 양산을 시작하고 개량형인 인텔 3는 2023년 하반기에 양산에 들어간다는 계획입니다. 2024년 상반기에는 옹스트롱에서 이름을 딴 20A 공정 양산을 시작하고 2024년 하반기에는 예정보다 반년 앞당겨 18A 공정에 돌입할 계획입니다.

14nm에서 매우 오랜 시간을 보냈던 점을 생각하면 상당히 공격적인 로드맵인데, 여기에는 그럴 만한 이유가 있습니다. 인텔은 과거 10nm 공정에서 한 번에 많은 것을 바꾸려다가 문제가 생겨 많은 시간을 낭비한 뼈아픈 경험이 있습니다. 따라서 여러 번에 걸쳐 조금씩 미세 공정을 업데이트하는 것으로 전략을 수정한 것입니다.

따라서 옹스트롱 공정의 핵심인 리본펫(RibbonPET, 인텔의 게이트 올 어라운드 기술)과 파워비아(PowerVia, 신호층과 전력층을 아래위로 분리하고 트랜지스터를 중간에 삽입하는 방식)는 한 번에 적용되는 것이 아니라 한 차례 중간 테스트 노드를 거쳐 양산됩니다. 그리고 18A 이후에는 EXE 5200 장비를 적용할 계획입니다. 물론 이런 공격적인 로드맵이 모두 순조롭게 진행될 수 있을지는 두고 봐야 알 수 있습니다. 최신 미세 반도체 제조 공정일수록 실수 없이 제조하기는 어려울 수밖에 없기 때문에 수율이나 성능 문제가 예상치 않게 나타날 수 있습니다. 여러 번 나눠서 업그레이드해도 중간에 이런 문제가 나타나지 않으리라는 보장은 없습니다.

반대로 모든 것이 순조롭게 로드맵처럼 진행된다면 종합 반도체 회사로 흔들리는 위상을 다시 세울 수 있을 뿐 아니라 파운드리 시장의 새로운 강자로 새로운 성장 동력을 확보할 수 있습니다. EUV 미세 공정에서 칼을 갈고 있는 인텔의 공격적인 투자가 의미 있는 성과를 거둘지, 아니면 또 다른 난관에 부딪히게 될지 결과가 주목됩니다.