인텔 파운드리

■ IDM 1.0에서 IDM 2.0으로의 전략적 이행의 배경

인텔은 IDM 2.0이라고 불리는 매우 야심찬 변혁에 착수하기 위해 먼저 제조 능력을 재구축했다. 이어서 프로세스 기술과 제품 설계로 리더십을 다시 확립하고, 최종적으로 월드 클래스의 파운드리가 되는 것을 목표로 하고 있다. 이것을 실현하기 위해 파운더리 서비스 부문을 시작했다.

인텔은 지난 4년 동안 5노드의 실용화에 착수했다. 최신 노드가 되는 '인텔 18A'는 2024년 말까지 제조 준비가 된다고 한다. 인텔 18A로 설계된 최초의 제품은 현재 제조 중이며, 이미 인텔 이외에 5개사의 고객이 양산 1개 앞까지의 공정에 접어들고 있다고 한다.

또한 인텔은 차세대 '인텔 14A' 이후의 개발도 순조롭게 진행되고 있다. 가속기로 AI 기능을 강화한 Xeon에 의해, AI로의 리더십에도 기세가 증가하고 있다. 그리고 클라이언트에서는, AI PC 카테고리를 시작했다. PC, 엣지 단말기, 온프레미스 서버, 데이터 센터, 클라우드 게임 등, 상류에서 하류까지 AI의 지위를 강화하고 있다.

이 전략과 제품군에서, 인텔은 AI 시대의 모멘텀에 따른 업계 최고의 시스템 파운더리라고 할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 탄력성(복원력/회복력)이 있고, 신뢰받고, 지속 가능한 글로벌한 새로운 제조 거점이라고 할 수 있다. 실제로 현재까지, 파운드리 사업에서 227조원을 넘는 거래액이 커밋되고 있다고 한다.

인텔은 4월에, 투명성과 설명 책임을 추진하기 위해 필요하다는 판단에서, 파운드리 사업과 자사 제품의 재무 보고를 분리하는 중요한 단계를 발표했다. 이 판단의 배경에도 중요한 포인트가 몇 개 있으니 그것들도 언급해 두자.

 

■ IDM 1.0의 성공과 과제

IDM 1.0은 훌륭한 전략이었다. 세계에서 가장 선진적인 기술을 제공하고, 수십 년에 걸쳐 뛰어난 수익을 가져올 수 있었다. 하지만, 그것은 근본적으로, 2년 이상의 프로세스 기술의 리드를 유지하는 능력에 뿌리를 두고 있었다.

프로세스의 세대 간 이행이 차질 없이 실시되었고, 그리고 항상 세대 내에서 개선을 1회 할 수 있는 것이 전제였다. 인텔만의 프로세스 개발이라고 할 수 있겠다.

그때는 팹에서 사용하는 도구가 서비스 개시로부터 몇 년 동안 자유 현금 흐름을 벌고 있었기 때문에, 비용 절감이나 장기적으로 자산을 유지할 필요는 없었던 것 같다. 인텔은 그 이상으로 지적 재산을 수익화하는 것을 선택하고 있었다.

제품에 있어서도, 인텔의 팹 오퍼레이션에 의한 현금 흐름은, 도입한 설비 투자에 필적하는 것이었다고 한다. 놀라운 수익성이었던 것 같다.

그러나, 지난 10년 반 정도는, EUV의 필요성으로 시작되어, 자본 집약도(설비 비용)가 믿을 수 없을 정도로 높아졌기 때문에, 1세대 프로세스 노드와, 그에 대응하는 드라이버와 도구 모두의 수명을 연장해야 요점이 있었다. 인텔은 그 새로운 환경 과제에 임해 왔지만, EUV의 채용은 늦어졌다.

이 자본 집약도의 상승과 파운더리 모델로의 근본적인 이행에 대한 적응이 늦어짐에 따라, 동업 타사에 크게 뒤처졌다. 이 반성이 IDM 2.0 전략의 원동력이 되고 있다.

3년 전에 팻 겔싱어 씨가 인텔에 CEO로 복귀했을 때 시작된 IDM 2.0은, 전주형 트랜지스터, 백사이드 파워(뒷면 쪽에서의 전력 공급), High-NA 리소그래피, 어드밴스드패키징의 프로세스 기술과 패키지 기술 모두에서 무어의 법칙을 추진하는 것을 목적으로 한다.

먼저, 무어의 법칙은 X&Y 차원에서 Z 차원, 즉 3개의 차원 모두에서 혁신하려고 하고 있다. 그리고 비용 효율을 최적화하고, 자산의 라이프 타임을 연장함으로써, 증가하는 자본 요건에도 대응해 나간다. 또한, 외부에서의 설계 제조 제품을 반도체 제조 네트워크에 가져와, 제품과 파운드리 모두에서 마진을 쌓아 수익화함으로써, 투자 규모의 과제에 임해 나간다고 한다.

■ 당초 목표였던 4년간 5노드를 넘는 페이스의 기술 개발

인텔은 2월에 개최한 'IFS Direct Connect'라는 이벤트에서, 프로세스의 바리에이션을 당초 목표였던 4년간 5노드를 넘는다고 발표했다. 그리고, 보다 성숙한 노드 세대(최첨단은 아니지만 프로세스로서는 이용 가치가 높은 것)를 보완하고, UNC 및 타워 세미컨덕터와의 파트너십을 통해 시스템 파운드리로서의 자본 자산을 확대하고 있다 하는 것 등을 설명했다.

4년간 집중적으로 5노드를 도입 완료하고, 프로세스에서의 리더십을 확보함으로써, 기술 개발을 지금까지의 2년 사이클로 되돌려, 신세대 프로세스 도입 시의 비용과 효율에 의미 있는 메리트를 가져오는 사이클에 넣는다고 하고 있다.

상기 슬라이드는 IP 에코시스템, 특히 중요한 EDA(Electric Design Automation) 파트너의 상황을 나타내고 있다. 프로세스와 패키지의 진화에 맞춰, 생태계도 급속히 보강했다. 팹리스의 잠재 고객 거의 전사가 되는 약 300개사와 직접 접촉하여, 현재 인텔의 파운드리가 어디까지 가능하게 되어 있는지 이해했다고 한다.

이미 인텔 18A는, EDA에 관한 모든 항목을 실현하고 있으며, 곧 1.0 PDK를 출시한다. 인텔 14A도 완전한 솔루션 세트를 향해 순조롭게 진행되고 있다. 인텔 14A는, 인텔 3이나 인텔 18A에 비해, 개발 스케줄이 몇 년 앞서 있다고 한다. EUV 시대의 IDM 1.0의 과제를 하나하나 해결해 온 결과일 것이다.

상기 슬라이드는, 각 인텔 프로세스와 외부 파운드리의 동등품을 비교한 것이다. 인텔 7에서는, EUV의 사용을 피하기 위해, 큰 단계가 필요하게 되었다. 이로 인해 전력 성능이 불충분하고 비용도 높았다.

계속되는 인텔 3는 큰 진보를 이루었다. 성능을 향상시키고, 밀도, EDA, 비용을 대폭 개선했다. 하지만, 그래도 업계 최고 수준에는 도달하지 못했다.

반면 인텔 18A에서는, 경쟁사보다 조금 앞서, 전력 성능이나 비용의 대폭적인 개선을 실현하고 있다. 그리고, 인텔 14A는, 전력 성능, 밀도, 및 비용에서 타사에 앞기기를 기대하고 있다. 또한, 모바일 파워와 고성능 컴퓨팅 모두를 처음으로 최적화하고 있다. 이로써 파운더리의 생태계에 대해 진정한 포괄적인 제품을 제공할 수 있게 된다.

그리고 이 비교표의 마지막 줄에 있는 패키징 기술은 매우 강력한 것이라고 할 수 있다.

 

■ 무어의 법칙 다시

인텔은, 칩렛화를 통해, 무어의 법칙을 더욱 발전시켜 나갈 수 있다고 한다. 최첨단 프로세스 기술은 보다 작은 다이(칩렛)로서, 서버나 AI 칩의 설계에 이용할 수 있어, 제품 개발을 앞당길 수 있다. I/O나 아날로그의 최첨단 프로세스에서의 다이 사용량을 줄임으로써, 최첨단 기술을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 이것은 무어의 법칙을 건전하게 수행하기 위한 중요한 진화 중 하나가 된다.

무어의 법칙은 항상 전력, 성능, 면적, 비용의 최적화에 의해 실현되고 있다. 인텔은 EUV를 인텔 7에서 채용하지 않는다는 비틀거림으로 인해, 경쟁에 따라잡혀 버렸다. 그러나, EUV는 고비용으로 복잡하기 때문에, 각 회사의 진척은 나란히 되어가고 있다. 그러던 중, 반대로 인텔은 인텔 4에서 EUV의 벽을 잘 돌파했고, 인텔 18A에서는 High-NA EUV 도입의 방향을 틀었다.

여기서 중요한 것은, 인텔이 반도체 제조에 무어의 법칙의 비용 메리트를 다시 가져오려고 하고 있다는 점이다. 한편, High-NA EUV 이전의 EUV 기술을 이용하는 메이커의 경쟁력은 없어질 것이다.

지금까지도 반도체 업계에서는 10년에 한 번 어려움의 출현으로 인해, 최첨단 트랜지스터를 경제적으로 제조할 수 있는 기업 수가 감소하는 것을 우리는 봐 왔다. EUV의 채용은, 바로 지난 10년에 한 번 있는 벽이라고 할 수 있다.

인텔 파운드리는 인텔의 상당한 이익 성장을 이끌 것이라고 팻 CEO는 설명한다. 2024년은 파운드리 사업의 영업 손실의 바닥이 되어, 연도 내에 영업 이익률 개선을 추진. 2030년까지 업계 2위의 파운드리가 될 것을 약속했다.

 

- 출처 : PCwatch