[서울신문 나우뉴스]

반도체 기업은 설계와 생산 방식에 따라 몇 가지 형태로 나눌 수 있습니다. 반도체를 설계하고 실제 판매도 담당하지만 스스로 제조 시설(fab)을 지니지 않은 팹리스(fabless) 기업과 반도체 생산만 담당하는 파운드리(Foundry) 기업, 그리고 반도체 설계와 생산 모두를 담당하는 종합 반도체 기업 (IDM, Integrated Device Manufacturer)이 그것입니다.

반도체 산업 초기에는 종합 반도체 기업이 많았지만, 반도체 제조 시설을 구축하는 데 드는 비용이 계속 증가하면서 팹리스와 파운드리 회사의 비중이 커졌습니다. 지금은 이름만 대면 모르는 사람이 없는 거대 IT 기업들도 대개 팹리스 방식으로 제품을 생산합니다. 퀄컴, AMD, 엔비디아, 브로드컴은 물론이고 애플 역시 반도체 제조 시설 없이 TSMC나 삼성 파운드리에 자신들이 설계한 프로세서를 위탁생산하고 있습니다.

현재 10nm 이하의 시스템 반도체 생산이 가능한 회사는 TSMC, 삼성, 인텔 3곳 정도입니다. TSMC는 파운드리 전문 기업이기 때문에 대형 반도체 회사 가운데 종합 반도체 회사는 인텔과 삼성뿐입니다. 그런데 인텔은 종합 반도체 기업으로 입지가 크게 흔들리고 있습니다. TSMC와 삼성의 10nm 공정보다 우수하다고 자랑했던 인텔 10nm 공정이 몇 년이나 연기되면서 경쟁자들이 7nm 공정은 물론 5nm 공정까지 빠르게 앞서 나갔던 것입니다.

엎친 데 덮친 격으로 작년 7월에는 밥 스완 인텔 CEO가 7nm 공정의 도입이 6개월 정도 연기될 것이라고 발표했습니다. 2021년 말 양산해도 경쟁사보다 늦는데, 그보다 더 늦어질 것 같다고 실토한 것입니다. 당연히 인텔 주가는 폭락했습니다. 그리고 인텔 역시 팹리스로 전환한 AMD와 같은 길을 갈 것이라는 예측까지 나왔습니다.

하지만 올해 2월 15일부터 인텔호의 선장이 되는 팻 겔싱어 신임 CEO는 팹리스 전환설을 일축했습니다. 그는 2023년에 생산되는 7nm 급 CPU를 대부분 자체 생산할 것이라고 주장했습니다. 파운드리 시장 확대를 위해 치열한 경쟁을 벌이는 중인 삼성과 TSMC에는 약간 김빠지는 소식이지만, 지금까지 인텔이 투자한 비용을 생각하면 의외의 반응은 아닙니다.

사실 인텔은 몇 년 뒤진 미세 공정을 따라잡기 위해 7nm 공정에 적지 않은 돈을 투자했습니다. 2017년 전임 CEO였던 브라이언 크르자니크는 애리조나 챈들러에 Fab42에 7nm 공정을 구축하고 위해 70억 달러를 투자한다고 발표했습니다. 당시 해외로 빠져나간 공장을 미국으로 다시 불러들이기를 희망했던 트럼프 전 미국 대통령과 사진까지 찍어가며 약속했던 내용입니다.

인텔은 2018년에는 10nm 공정 팀과 별도로 7nm 공정 팀이 순조롭게 작업 중이며 극자외선(EUV) 리소그래피 기술을 적용하게 될 것이라고 언급했습니다. 2019년에 발표한 로드맵에는 2021년 말 1세대 7nm 공정을 도입한 후 2022년에는 EUV 기반의 7+ 공정을 도입하고 다시 2023년에는 7++ 공정으로 이전한다는 구체적인 계획도 있었습니다.

그러나 수율에 문제가 생기면서 인텔의 7nm 공정 진입은 또 연기되었습니다. 다만 이미 적지 않은 비용을 투자한 이상 인텔 입장에서는 어떻게든 본전을 뽑으려 할 것입니다. 현재 건설 중인 7nm 팹을 취소하고 투입된 자금을 모두 손실처리 한 다음 파운드리로 전환하기에는 손해가 너무 큽니다. 또 TSMC든 삼성이든 인텔의 막대한 생산 물량을 다 소화할 수 있다는 보증도 없어서 심각한 공급 부족에 시달릴 가능성도 배제할 수 없습니다. 따라서 신임 겔싱어 CEO 역시 7nm 팹 양산을 위해 최대한 노력할 것으로 예상됩니다.

7nm 공정을 바로 적용할 수 없는 인텔은 우선 10nm 공정을 고도화해 위기를 돌파할 계획입니다. 작년 인텔은 2세대 10nm 기술인 10nm 슈퍼핀 (SuperFin)을 적용해 11세대 코어 프로세서(타이거 레이크)를 출시했습니다. 올해는 최대 8코어의 타이거 레이크 CPU를 출시하고 점차 적용 범위를 넓혀 오래된 14nm 공정 제품을 하나씩 대체해 나갈 것입니다. 그리고 올해 말에는 3세대 10nm 공정인 10nm ESF(Enhanced SuperFin)를 적용한 12세대 코어 프로세서인 앨더 레이크를 출시할 계획입니다.

앨더 레이크는 고성능 코어인 골든 코브(Golden Cove)와 저전력 코어인 그레이스몬트 (Gracemont)를 탑재한 하이브리드 설계 방식을 택했으며 DDR5와 PCIe 5.0 같은 새로운 기술을 적용해 성능을 높일 계획입니다. 다만 이 시기에는 경쟁사인 AMD 역시 5nm 공정 CPU를 선보일 가능성이 높아 쉽지 않은 싸움이 예상됩니다. 문제는 앨더 레이크 다음입니다.

메테오 레이크(Meteor Lake)로 알려진 13세대 코어 프로세서는 본래 인텔 7nm 공정으로 생산할 예정이었습니다. 그러나 현재 인텔 7nm 공정 양산 시기가 불확실해지면서 메테오 레이크 중 일부나 혹은 전부를 외부 파운드리를 통해 생산하지 않겠냐는 루머가 나오고 있습니다. 일부 루머에서는 TSMC의 5nm 공정을 이용한다는 이야기도 있었습니다. 그렇다면 AMD와 공정 면에서는 충분히 경쟁할 수 있는 수준이 되는 것입니다.

하지만 겔싱어 CEO는 우선 자체 7nm 공정에 우선 순위를 두겠다고 언급했습니다. 만약 인텔의 희망대로 7nm 공정이 더 연기되지만 않는다면, 13세대 코어 프로세서는 인텔 내부 생산으로 해결할 수 있을 것입니다. 문제는 10nm 공정처럼 예상보다 훨씬 지연되는 경우입니다. 이 경우에는 인텔 역시 외부 파운드리 이외의 선택의 여지가 없을 것입니다.

공교롭게도 TSMC는 총 120억 달러를 투자해 미국 애리조나에 5nm 팹을 건설할 예정입니다. 삼성 역시 텍사스주 오스틴에 팹을 지니고 있는데, 일부 외신에 따르면 100억 달러를 투자해 3nm 팹을 건설할 계획입니다. 전자는 이미 확정된 이야기고 후자는 두고 봐야 알 수 있겠지만, 삼성과 TSMC가 잠재적인 고객인 인텔을 염두에 두고 있다는 이야기도 나오는 건 당연해 보입니다. 이를 악물고 종합 반도체 기업의 지위를 지키려는 인텔과 새로운 기회를 노리고 있는 TSMC와 삼성 중 누가 웃게 될지 궁금합니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　　

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