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최신 인텔 실리콘 제조 및 공정 기술의 향방


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지난 3월 28일 인텔은 미국 샌프란시스코에서 최초로‘2017 인텔 기술 및 제조의 날’을 개최하여 실리콘 제조 기술 및 공정 등 인텔 최신 기술의 향방을 나누는 시간을 가졌습니다. 인텔은 업계 선두를 유지하고 고객 및 소비자에게 대량의 첨단 제품을 제공하기 위해 혁신을 추진하고 있습니다. 인텔 제조 공정은 무어의 법칙에 따라 끊임없이 향상된 기능과 성능을 선보이고 있습니다.


무어의 법칙: 기록 바로 잡기
무어의 법칙에 대해 많이 들어보셨을 겁니다. 그러나, 무어의 법칙에 대한 많은 말들이 틀리죠. 어떤 이들은 무어의 법칙이 기술적 문제이며 소수의 거대 기업간의 경쟁에서 나온 말이며 이것이 더 이상은 효과가 없는 중요하지 않은 아젠다라 말합니다. 또 다른 이들은 무어의 법칙은 소수의 특수 니치마켓에만 적용될 뿐 아니라 이를 추구하려면 너무도 고가의 비용이 든다고 말을 하기도 합니다.
그리고 어떤 이들은 무어의 법칙은 더 이상 유효하지 않으니 ‘죽었다’라고 표현하기도 합니다. 저는 이러한 논의들은 바로 잡아보고자 합니다. 첫째, 무어의 법칙은 여전히 중요하다, 그것도 아주 많이 무어의 법칙은 컴퓨팅을 민주화하는 것으로 매우 강력한 경제 법칙입니다. 무어의 법칙의 기본은 정기적으로 반도체 생산 능력을 향상시켜 컴퓨팅에 의존하는 모든 비즈니스 모델의 비용을 낮추는 것입니다. 다른 산업에서 무어의 법칙, 즉 매 2년마다 두 배의 역량으로 혁신을 하게 되면 어떤 일이 벌어질지 상상해봅시다. 예를 들어 자동차 산업에 무어의 법칙을 적용하면 자동차의 주행거리가 대폭 향상되어 가스 1갤런으로 지구와 태양을 운전할 수 있게 됩니다. 농업의 경우 1킬로 평방미터에서 전인류를 먹여 살릴 수 있는 식량이 나올 수도 있을 것입니다. 이것이 우주 여행에 적용되면 빛의 속도의 300 배로 여행을 할 수 있게 됩니다.
결국, 경제학은 무어의 법칙을 세계 경제의 필수적인 원동력으로 만들어 사람들을 연결시키고, 일하고 배울 수 있도록 지원합니다. 해마다 컴퓨팅 능력이 향상되어 수많은 혁신가들이 향상된 컴퓨팅 기능을 기반으로 세계 최대의 문제를 해결하고 삶의 질을 향상시킬 수 있도록 지원합니다.
둘째, 현재 무어의 법칙은 몇몇 회사에 의해서만 제공되고 있다. 새로운 공정 노드는 점점 더 어려워지고 있고 그 비용도 매우 비쌉니다. 기존 팹 셸에 장비를 설치하는 데에만 70억 달러가 소요됩니다. 이를 보다 현실적으로 말하면 반도체 제조 분야에서 지속적인 통합이 이루어질 것이고, 소수의 기업만이 이를 감당하며 앞으로 나아가게 될 것임을 의미합니다. 보다 경제적으로 제품을 제조하고 제품이 해마다 많은 능력을 갖출 수 있도록 만드는 능력- 이것이 바로 인텔의 핵심 경쟁력입니다.
셋째, 무어의 법칙을 실현시키는 것은 경주가 아닙니다. 무어의 법칙을 실현시키려면 다양한 산업의 전문지식을 가지고 있는 다른 회사들이 업계 전반에 걸쳐 높은 기준을 설정하기 위해 협력해야 합니다. 인텔의 역할은 무어의 법칙을 주도한 기술 선두 주자의 역할로 이는 향후에도 계속 유지될 것입니다. 현재 인텔은 공정 기술 분야에서 후발기업과의 격차를 3년 정도 유지하고 있습니다. 이러한 리더십은 언론을 통해서 분별하기는 어려울지 모릅니다. 16나노 미터, 14, 10, 7이라는 뉴스 속에서 쏟아져 나오는 숫자들이 경마 레이스로 보일 수도 있습니다.
문제는 과거 실제 의미를 갖고 있던 숫자들의 의미가 점점 퇴색되고 있다는 것입니다. 칩 설계자에게 사용 가능한 트랜지스터를 제공할 수 있는 공정 수준을 파악할 수 있는 새로운 기준이 필요한 시점입니다. 인텔의 프로세스 그루인 마크 보어(Mark Bohr)는 이번 ‘매뉴팩처링 데이’에서 이 측정 기준을 설명합니다.
이는 무어의 법칙은 그럼 끝났습니까? 라는 의문을 일으킬 수 있습니다. 인텔은 무어의 법칙이 주는 이점이 없이 끝나지 않을 것이며 경제적 요인에 의해 막히지 않을 것이라 예상합니다. 예를 들어 오늘날의 물리학자들이 결국 트랜지스터가 원자보다 작아질 것이라고 말하고 있는 것처럼 말입니다. 물론, 무어의 법칙이 실제적인 한계에 도달할 수 있을 것이라 생각합니다. 그러나 그때가 언제인지는 아직 보이지 않습니다. 저는 1990년 웨이퍼의 형상 인쇄에 사용했던 기술이 빛의 파장과 동일한 193나노미터였던 때를 기억합니다. 193나노미터. 물리학자들은 더 이상 앞으로 나아갈 수 없을 것이라 단언했습니다. 그러나, 인텔은 이것에 도전했습니다. 마스크의 무늬에서 나오는 간섭 무늬를 인쇄했고, 전산 리소그래피와 다중 패터닝을 개발했습니다. 되돌아 보면, 193나노미터는 심지어 속도를 늦출 수 있는 장애물이 되지도 않았습니다. 현재 우리는 14나노미터 공정으로 구현한 핀펫(FinFET) 트랜지스터 및 하이퍼스케일링과 같은 혁신적인 기술 덕분에 20배 더 뛰어난 성능을 확보하고 있습니다. 인텔은 다가오는 10나노미터 공정에 대한 더 많은 하이퍼스케일링 향상에 대해 이야기하고 있으며, 이 새로운 공정 혁신으로 어떻게 지속적으로 수백만개의 트랜지스터를 생산하는 데 동일한 비용을 실현할 수 있는지에 대해 논의하고 있습니다.
인텔이 이러한 도전과제를 해결하는 방식은 다음과 같습니다. 역사적으로 인텔은 도전 과제를 파악한 후 그것을 분리시켜 해결해 왔습니다. 인텔은 현재 시급하게 해결해야 할 몇 가지 과제들을 안고 있는데요, 바로 7나노미터 입니다. 이 외에도 인텔은 몇 가지 대안적인 해결책을 가지고 있는 여러 과제들을 목도하고 있습니다. 인텔은 최선의 노력을 다해 이 과제들을 해결할 것입니다. 인텔은 항상 3세대- 7년에서 9년- 을 앞서 생각합니다. 인텔은 현재 7나노미터와 5나노미터를 연구개발중입니다.
나노미터의 경우 어떤 방식이 최선일지 아직은 모를 수 있습니다. 하지만 인텔은 이러한 도전을 통해 통해 여러 세대 동안 발전을 거듭하고 있습니다. 인텔은 공정 개발에 제한하여 미래비전을 가지고 있지는 않습니다. 머씨 렌두친탈라는 한 지붕 아래에서 설계하고 제조할 수 있는 인텔의 고유능력을 통해 고객에게 최고의 제품을 제공하기 위해 복잡성의 발달을 가속화할 수 있는 방법에 대해 설명합니다.
무어의 법칙은 인텔이 현재의 방식을 향상시킬 수 있는 대안을 찾을 수 있는 한 끝나지 않을 것입니다. 인텔은 지속적으로 새로운 노드를 생산에 적용하고 증가하는 파운드리 고객들을 위해 또 다른 새로운 노드를 준비할 예정입니다. 오늘 초소형 전력 22나노미터 핀펫 공정인 새로운 파운드리를 제공할 것이라 발표합니다. 인텔은 산업 및 기술의 리더로서 진보적이고 궁극적인 역할을 다하는 한편 보다 향상된 인류의 삶을 위해 최선의 노력을 다할 것입니다...(중략)

leekh@seminet.co.kr
(끝)
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