[고든 정의 TECH+] 차세대 7nm EUV 공정에 사활을 건 인텔. 위기 극복할까?

불과 몇 년 전만 해도 CPU 시장에서 인텔의 아성을 위협할 경쟁자는 나올 수 없을 것 같은 시기가 있었습니다. 가장 직접적인 경쟁 관계인 AMD는 CPU 시장에서 거의 퇴출 위기였고 삼성전자나 퀄컴은 일부 영역이 겹치기는 했지만, 주력 분야가 달라 직접적인 경쟁자로 보기는 어려웠습니다. 물론 스마트폰에 들어가는 모바일 AP 시장에 진출하려다 실패한 부분은 쓰라린 상처지만, 값싼 모바일 프로세서 대신 비싼 서버용 프로세서를 판매하는 쪽이 훨씬 남는 장사이기 때문에 심각한 문제로 여기는 분위기는 아니었습니다.

문제는 경쟁자가 아니라 인텔 내부에서 나왔습니다. 인텔의 미세 공정이 14nm에서 몇 년째 멈추면서 경쟁자들이 인텔을 따라잡은 것은 물론 이제는 넘어서고 있습니다. 과거 인텔은 자사의 10nm 공정이 경쟁자보다 훨씬 우월하며 트랜지스터 집적 밀도를 지녔다고 자랑했지만, 몇 년째 10nm 공정의 대량 생산을 연기하는 중입니다. 그러는 동안 경쟁자들은 7nm 프로세서를 내놓거나 혹은 준비 중입니다.

최근 퀄컴은 7nm 공정 기반의 스냅드래곤 8cx를 공개하면서 윈도우 노트북 및 태블릿 시장을 노리고 있다는 점을 밝혔습니다. 하지만 ARM 기반인 스냅드래곤보다 더 겁나는 상대는 x86 기반의 7nm 공정 프로세서를 내놓을 AMD입니다.

AMD는 첫 번째 7nm 공정 기반 x86 CPU의 타이틀을 가져갔을 뿐 아니라 최초의 64코어 프로세서 타이틀 역시 가져갔습니다. 7nm 공정의 CPU가 본격 출시될 내년이면 CPU 시장에 큰 지각변동이 일어날 것이라는 예측도 나오고 있습니다.

이 상황에서 인텔이 할 수 있는 최선의 대응책은 이미 늦어버린 10nm 공정에 집착하기보다 차라리 7nm나 그보다 더 미세한 공정에 집중해 최소한 비슷한 수준에서라도 경쟁하는 것입니다. 그리고 최근 열린 투자자 컨퍼런스에서 인텔은 이 사실을 밝혔습니다. 인텔의 최고 기술 책임자인 머씨 렌두친탈라(Murthy Renduchintala) 인텔 수석 기술 책임 겸 클라이언트 그룹 (chief engineering officer and president of technology, systems architecture and client group) 총괄 사장은 10nm 공정과 별개의 팀이 7nm 공정을 개발하고 있으며 자신들이 여기에 매우 집중하고 있다 (we are very, very focused on getting 7 nm)고 언급했습니다.

이 새로운 7nm 공정은 애리조나에 있는 fab 42에서 개발 중이며 아마도 가까운 미래에 양산이 시작될 가능성이 큽니다. 흥미로운 사실은 이 7nm 공정이 극자외선 리소그래피 extreme ultraviolet lithography (EUVL) 기반이라는 것입니다.

극자외선 리소그래피는 13.5nm 파장의 매우 짧은 광원을 이용해 아주 미세한 회로를 만들 수 있습니다. 기존에 사용하는 DUV 리소그래피의 193nm 파장로도 미세 공정 제조는 가능하지만, 여러 단계를 거치는 복잡한 공정이 불가피합니다. 반면 극자외선 리소그래피 장치는 훨씬 간단하게 제조가 가능합니다.

간단하게 비유하면 끝이 가느다란 볼펜과 굵은 사인펜으로 같은 크기의 작은 글씨를 쓰는 것과 마찬가지입니다. 당연히 볼펜으로 작은 글씨를 쓰는 것이 훨씬 쉽고 간단합니다. 굵은 사인펜으로 작은 글씨를 쓰려면 제대로 하기 어려울 것입니다. 사실 인텔의 10nm 공정에서 문제가 생긴 이유 중 하나도 기존의 DUV 리소그래피 장치를 사용해서 너무 미세한 공정을 시도했기 때문이라고 알려져 있습니다.

올해 초 세계 최대의 반도체 제조 업체인 ASML은 최신 극자외선 리소그래피 장비를 주요 고객들에게 선적했다고 발표했는데, 사실 고객이 될 수 있는 회사가 몇 개 뿐이라 이름을 공개하지 않아도 누군지 다 짐작이 가능합니다. 삼성전자, TSMC, 그리고 인텔 정도만 사실 이런 엄청난 고가 장비를 도입해 차세대 미세 공정을 개발할 수 있습니다.

이 가운데 삼성전자는 이미 7nm EUV를 공정의 양산을 발표했고 TSMC는 2세대 7nm에서 EUV로 이전을 준비 중이라 가장 늦은 인텔은 발등의 불이 떨어진 상태입니다. 늦어도 2020년에는 7nm 제품을 내놓아야 역으로 경쟁자를 따라잡는 상황입니다.

한 가지 더 흥미로운 사실은 2020년쯤에 인텔이 현재의 아키텍처를 대신할 새로운 아키텍처를 선보일 가능성이 있다는 것입니다. 현재의 CPU 구조는 보안 문제와 더불어 이제 상당히 오래됐기 때문에 대폭 물갈이를 할 때가 됐습니다.

2020년에 7nm 공정과 새로운 아키텍처를 같이 도입할 수 있다면 인텔은 경쟁자들의 거센 도전을 다시 한번 뿌리치고 현재의 지위를 유지할 수 있을 것입니다. 하지만 만약 실패하면 회사가 돌이킬 수 없는 손실을 입을 위험이 있습니다. 말 그대로 여기에 사활을 걸어야 하는 이유입니다.

어떤 결과물이 나올지는 두고 봐야 알겠지만, CPU 산업을 주도하는 인텔이 회심의 대작을 들고 나타난다면 소비자와 산업계 모두 쌍수를 들어 환영할 것입니다. 몇 년 후 우리가 쓰는 CPU의 성능이 대폭 향상될 수 있기를 희망합니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com