인텔, 연말부터 1.8나노 양산 본격화…삼성전자·TSMC 긴장 왜?

파운드리(반도체 수탁생산) 후발 주자인 미국 반도체기업 인텔이 올해 연말부터 1.8나노(㎚·10억분의 1m) 공정(18A)의 양산에 들어간다고 공식 선언했다. 앞서 인텔은 지난해 9월 1.8나노급인 18A 공정 반도체 웨이퍼 시제품을 공개하며 삼성전자와 TSMC를 놀라게 했다. 앞으로 파운드리 패권을 놓고 TSMC, 삼성전자, 인텔 등의 경쟁이 불가피할 것으로 전망된다. 

22일 업계에 따르면 인텔은 21일(현지시간) 미국 캘리포니아주 새너제이 맥에너리 컨벤션센터에서 ‘인텔 파운드리 서비스(IFS) 다이렉트 커넥트’ 행사를 열고 파운드리 사업을 본격 출범한다고 밝혔다.

앞서 인텔은 지난 2021년 3월 파운드리 사업 진출을 선언한 이후 ‘향후 4년간 5개 공정을 개발하겠다’며 인텔 7나노부터 1.8나노까지 로드맵을 제시한 바 있다.

인텔은 이날 1.8나노 공정(18A)을 올 연말부터 양산에 들어갈 계획이다. 이는 애초 양산 시작시점은 오는 2025년보다 1년 앞선다. 

인텔의 계획대로라면 삼성전자와 TSMC를 앞지르게 된다. 

인텔은 1.8나노 공정에서는 마이크로소프트(MS)의 칩을 생산할 예정이다. 아직 정확한 칩의 종류는 밝혀지지 않았다. 앞서 MS가 지난해 발표한 ‘마이아’ 칩이 유력해 보인다. 

인텔의 파운드리 수주 물량은 현재 150억달러(약 20조원) 수준이다. 지난해 말 100억달러에서 50억달러가 증가했는데 이는 MS 물량으로 추정된다. 

아울러 인텔은 오는 2027년에는 1.4 나노 공정을 도입하겠다는 계획도 전했다. 

1.4 나노 공정은 최첨단 반도체 공정으로 알려져 있다. 삼성전자와 TSMC도 오는 2027년 1.4나노 공정 상용화를 목표로 하고 있다. 

인텔은 또 영국 반도체 설계 기업 Arm 기반 시스템-온-칩(SoC)을 위한 최첨단 파운드리 서비스를 제공하기 위해 Arm과 파트너십을 체결했다.

Arm·시놉시스·케이던스·지멘스·엔시스 등 반도체 설계 자산(IP) 설계 자동화(EDA) 기업과 협력을 통해 AI 시대에 맞는 맞춤형 시스템즈 파운드리가 되겠다는 계획도 구체화했다. 

인텔은 반도체 설계부터 생산, 패키징, 검사까지 전 과정을 세분화해 서비스별로 고객사를 확보하겠다는 것이다.

인텔은 앞서 2나노 이하 공정 양산을 기반으로 현재 파운드리 2위 기업인 삼성전자를 따라잡겠다는 목표를 밝힌 바 있다.

2나노 부문에서 글로벌 파운드리 1위 업체인 대만 TSMC가 우의를 점하고 있으나 삼성전자와 인텔의 추격도 만만치 않은 상황이다

겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 “인텔은 오는 2030년까지 세계에서 두 번째로 큰 반도체 파운드리 기업을 목표로 하고 있다”며 “AI는 세계를 변화시키고 있으며 혁신적인 칩 디자이너들과 우리 파운드리에 전례 없는 기회가 될 것”이라고 말했다. 

삼성전자·ARM 동맹…파운드리 시장 경쟁력 확보

삼성전자는 영국 글로벌 반도체 설계 자산(IP) 회사 ARM과 손잡고 최첨단 GAA(Gate-All-Around) 기반 차세대 반도체를 생산하는 등  파운드리 시장 경쟁력 확보에 나선다. 

삼성전자 파운드리 사업부는  Arm의 차세대 SoC 설계 자산을 자사의 최첨단 GAA공정에 최적화해 양사간 협력을 강화한다고 지난 21일 밝혔다. 

삼성전자는 Arm과의 협력을 통해 팹리스 기업의 최첨단 GAA 공정에 대한 접근성을 높이고 차세대 제품 개발에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 계획이다.

이번 양사의 협업으로 팹리스 고객들은 생성형 인공지능(AI) 시대에 걸맞은 SoC 제품 개발 과정에서 ARM의 최신형 CPU 접근이 쉬워진다.

삼성전자의 최선단 GAA 공정을 기반으로 설계된 Arm의 차세대 Cortex-X CPU는 우수한 성능과 전력효율로 최고의 소비자 경험을 제공할 것으로 기대된다.

양사의 협력은 팹리스 기업에 적기에 제품을 제공하면서도 우수한 PPA(Power·Performance·Area)를 구현하는 것에 초점을 맞춘다. 이를 위해 협력 초기부터 설계와 제조 최적화를 동시에 처리하는 DTCO(Design-Technology Co-Optimization)를 채택해 Arm의 최신 설계와 삼성전자의 GAA 공정의 PPA 개선 효과를 극대화했다.

양사는 차세대 데이터센터 및 인프라 맞춤형 반도체를 위한 2나노 GAA와 미래 생성형 AI 모바일 컴퓨팅 시장을 겨냥한 획기적인 AI 칩렛 솔루션을 순차적으로 선보일 계획이다.

세계 파운드리 시장 점유율 1위인 TSMC도 바짝 긴장하고 있다. 현재 고급 파운드리 시장에서 TSMC의 점유율은 66%, 삼성은 25%다.

TSMC는 2나노 공정에 대대적인 투자를 통해 삼성전자와 인텔의 맹추격을 따돌리겠다는 전략이다.

현재 TSMC는 대만 북부 신주과학단지와 남부 가오슝에 2나노 공장을 건설 중이다. TSMC는 공장 건설에 앞서 이미 애플과 엔비디아 등의 차세대 제품 수주에 성공했다. 

파이낸셜타임스(FT)는 지난 11일(현지시간) 차세대 첨단 반도체 부문에서 기술적 우위를 차지하는 기업은 지난해 매출 5000억달러 규모(약 660조원) 시장을 선점할 수 있다고 보도했다. 

FT는 “TSMC가 이미 2나노 시제품 공정 테스트를 진행한 것으로 알려졌다”며 “TSMC는 테스트 결과는 애플과 엔비디아 등 일부 대형 고객에게 보여줬으며 오는 2025년 2나노 반도체 양산을 시작한다는 계획을 밝혔다”고 전했다.

신종모 기자 jmshin@smartfn.co.kr