물량으로 인텔 압도? 차세대 공정에서도 대규모 물량 준비하는 TSMC [고든 정의 TECH+]

한때 20A 공정 취소로 인해 미세 공정 개발 능력에 의구심이 제기됐던 인텔은 18A 양산에 성공하면서 재기의 발판을 마련했다는 평가를 받고 있습니다. 비록 양산 물량이 많지 않아 일부 제품에는 여전히 TSMC 공정을 사용하고 있지만, 노트북 프로세서인 팬서 레이크나 서버 프로세서인 클리어워터 포레스트에는 18A 공정을 적용해 최신 미세 공정 개발 능력이 있다는 점을 입증했습니다.

하지만 1~2년 전 재정 위기로 인해 계획 중이던 팹을 취소하거나 연기하면서 벌어진 생산 능력의 차이는 쉽게 극복하기 어려운 상태로 알려져 있습니다. 현재 인텔 18A 공정의 대부분은 애리조나에 있는 팹 52에서 양산하고 있습니다. 웨이퍼 기준 월 생산량은 3~4만 장 정도로 알려져 있는데, TSMC의 2nm(N2) 공정과 비교해서 물량이 상당히 적은 편입니다.

TSMC는 대만 신주와 가오슝을 중심으로 대대적으로 캐파를 증설해 올해 말에는 월 생산량 기준 9만~12만 장에 도달할 것이라는 예측이 나오고 있습니다. 따라서 애플의 ‘A20 Pro’는 물론 퀄컴, 미디어텍의 최신 2㎚ 칩, AMD의 Zen 6 기반 중앙처리장치(CPU) 등 다양한 제품을 2㎚ 공정으로 양산하고 있습니다.

이와 같은 양산 능력의 차이는 차세대 공정인 14A(TSMC는 A14, 인텔은 14A로 명명)까지 이어질 것이라는 게 일반적인 예측입니다. 대만 디지타임스는 2028년 14A 공정에서 인텔과 TSMC의 양산 능력 차이가 최대 7.5배까지 벌어질 수 있다는 분석 결과를 내놓았습니다.

TSMC의 A14 공정 노드는 동일한 전력 소비량에서 15% 더 빠른 속도 혹은 동일 속도에서 최대 30%의 전력 효율 향상을 목표로 하고 있습니다. TSMC는 2세대 GAAFET 나노시트 트랜지스터와 새로운 ‘나노플렉스 프로’ 표준 셀 아키텍처를 적용하여 N2 대비 최대 20%의 밀도 향상을 달성할 계획입니다.

인텔의 14A 공정 노드 역시 18A와 비교해서 로직 밀도를 20~30%나 높이고 18A 대비 동일 전력에서 15~20% 속도 향상 혹은 동일 속도에서 25~35% 전력 소모를 목표로 하고 있습니다. 동시에 최신 극자외선 노광 장비인 ‘High-NA EUV’(0.55 NA)를 사용하는 첫 공정이 될 예정입니다.

하지만 대만 내 신주 과학단지 바오산 fab 20과 중부 타이완 과학단지 fab 25에서 대대적으로 양산을 시작할 TSMC와 달리 현재 인텔에서 14A 대량 생산을 담당할 팹은 현재 건설 중인 애리조나 Fab 62 정도입니다. 양산 물량에서 현저한 차이가 날 것이라는 예측이 나오는 이유입니다.

다만 그럼에도 인텔이 14A 양산까지 순조롭게 진행한다면 과거 반도체 업계 1위의 위상을 되찾을 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것으로 보입니다. 2030년에는 오하이오에도 새로운 팹을 건설할 예정이고 미국 내 여러 기업들이 14A 노드의 잠재적 고객으로 대기하고 있기 때문입니다. 여기에 대만의 지정학적 불안과 공급처 다변화 필요성, 미국 내 반도체 산업 육성 기조까지 더해지면 인텔의 중요성을 간과하기 어렵습니다.

과거 여러 차례 미세 공정 개발에 어려움을 겪었던 인텔이 14A 공정까지 순조롭게 진행해서 재기의 발판을 확실히 마련할 수 있을지 주목됩니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com