인텔 파운드리 사업 강화, 2017년 최초로 10 나노미터 생산공정 도입

※ 다음 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1765호(2016. 9. 28 발행)에 기고한 원고입니다. 

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

인텔 파운드리 사업 강화 2017년 10 나노미터 공정.pdf

◈ 인텔의 개발자 컨퍼런스인 ‘Intel Developer Forum(IDF) 2016’에서 인텔은 ARM 프로세서의 제조를 위해 ARM과 새롭게 라이선스 계약을 체결

• 인텔과 ARM 간의 프로세스 시장 경쟁 관계를 의식해서인지, 인텔은 ARM과 제휴에 관해 별도의 보도자료를 내지 않고, 파운드리 사업 책임자의 블로그 포스트를 통해 발표

• 이에 대해 일부 뉴스에서는 인텔이 ARM 프로세서를 만들어 판매한다는 것으로 오해하여, '백기를 들었다', '적에게 항복했다' 등의 표현을 썼는데, 이는 사실을 전혀 다름

자료: Zane Ball Blog

[사진 1] 인텔 파운드리 사업 강화 위해 ARM과 라이선스 계약 발표

◈ 인텔이 ARM으로부터 라이선스를 획득한 것은 파운드리(Foundry) 사업과 전개하기 위해 반드시 필요한 것으로, 인텔의 프로세서 사업과는 무관한 것

• 반도체 업체는 크게 인텔이나 텍사스 인스트루먼트 같이 반도체 공장을 가진 전통적 반도체 업체와, 공장을 갖지 않는 '팹리스(fab-less)' 반도체 업체로 구분할 수 있음

• 팹리스 반도체 업체들은 반도체를 제조하는 '파운드리' 기업에 생산을 위탁하게 되며, 파운드리 기업은 자체 브랜드로 반도체를 판매하지 않고 수탁을 받아 주문자가 원하는 방식으로 제조를 담당하게 됨

• 퀄컴이 대표적인 팹리스 반도체 업체로, 스마트폰용 프로세서, 정확히는 프로세서와 주변 회로를 하나로 통합한 SoC(System on a chip)을 설계한 후 제조는 파운드리 업체인 대만 TSMC에 위탁하고 있음

• 시장에서는 스마트폰에 들어있는 것이 퀄컴이 제조한 반도체라고 말하지, 아무도 TSMC가 제조한 반도체라고 말하지 않음

• 인텔은 2013년부터 파운드리 사업을 전개하고 있는데, ARM 프로세서 코어를 포함하여 설계하는 기업으로부터 반도체 제품의 생산 수탁을 받기 위해서는 ARM으로부터 프로세서 제조 라이선스를 받아야 할 필요가 있었기에 ARM과 제휴를 맺게 된 것

◈ 하청업체인 인텔이 ARM으로부터 라이선스를 받아야 하는 이유는, 반도체를 제조하려면 제조방법에 따라 반도체의 전자 회로를 설계하고 마스크 패턴을 만들지 않으면 안되기 때문

• 반도체 제조업체마다 제조 방법은 미묘하게 다른데, 이를 ‘제조 공정’이라고 함

• 반도체 관련 뉴스에서 흔히 볼 수 있는 ‘14 나노미터 프로세스’라는 말은 ‘14 나노미터 규칙의 제조 공정’이라는 뜻이며, 여기서 ‘규칙’이란 반도체를 구성하는 트랜지스터를 만들 때의 기준으로 트랜지스터의 대략적인 크기를 나타냄

• 인텔의 공장에서 ARM 프로세서를 포함한 반도체를 제조하는 경우, ARM 프로세서의 설계를 바탕으로 인텔의 제조 공정에서 제조할 수 있도록 전자 회로를 재설계하고 반도체 마스크 등을 설계해야 하는데, 이를 '최적화'라 부름

•  이 최적화 작업은 어떤 파운드리 업체라도 해야만 하는 것으로 딱히 인텔만 하는 것은 아니며, 세계적인 파운드리 기업들은 고객의 요구에 부응하기 위해 대부분 ARM 프로세서의 라이선스를 취득하고 ARM과 공동으로 반도체를 제조할 수 있는 요건을 갖추고 있음

◈ 현재 인텔은 파운드리 사업 분야에서 확실히 우위를 점하고 있는데, 인텔 이외 다른 어떤 파운드리 반도체 업체도 14 나노미터 공정에서 ARM 프로세서를 만들 수 없기 때문

• 게다가 인텔이 내년에 도입 예정인 10 나노미터 제조 공정의 양산에도 아직 그 어느 파운드리 메이커들이 도달하지 못하고 있기 때문에 당분간 인텔의 비교 우위는 지속될 전망

• 인텔은 2006년에 당시까지 3년 주기였던 제조 공정의 변경, 즉 프로세스를 보다 미세화하는 것을 2년 주기로 단축하였음

• 10년 전만 해도 인텔은 PC가 컴퓨팅 환경의 중심에 있었고, 이윤도 컸던 시기였던 만큼 제조장치 메이커 등에 적극 투자를 통해 생산 공정의 갱신을 2년으로 단축할 수 있었음

• 반도체 제조 프로세스를 미세화하기란 매우 어렵고 방대한 연구 개발비가 필요하기 때문에, 지난 10년 동안 많은 기업들이 반도체 생산에서 철수하고 있는 상황에서 인텔 만이 꾸준히 반도체 프로세스를 업데이트 해가고 있음

• 이런 배경이 있기 때문에 현재 14 나노미터 제조 공정에서 반도체를 양산 할 수 있는 것은 전세계에서 인텔뿐인 것인데, 10년 전 제조 공정의 업데이트 주기를 앞당겨 경쟁사와 차별화를 한 것은 파운드리 사업에 진출하기 위한 확실한 준비였다고 볼 수 있음

◈ 최근 10년 간 인텔은 모바일 및 가전용 프로세서 사업에서는 실패를 반복해 왔으나, 본업인 반도체 제조기술 방면에서만큼은 꾸준히 전진해 오고 있었음

• 올해 전 세계 파운드리 시장 규모는 538억 2,900만 달러로 전망되며, 2017년에는 600억 달러, 2020년에는 700억 달러를 돌파할 것으로 업계 전문가들은 내다보고 있음

• 인텔의 시장 점유 확대가 예상되는 가운데, 삼성전자 파운드리 사업팀은 7나노미터 반도체 생신공정에 대한 투자를 통해 인텔에 대한 경쟁력을 확보하겠다는 계획을 밝히고 있음