미세 공정 경쟁 본격화…TSMC·인텔 올해 2nm 양산 라인 구축
인텔, 올해 연말 2nm 공정 활용한 반도체 출시 예정
TSMC는 올해 말까지 2nm 6.8만장 라인 구축 전망
2024-03-26 노태민 기자
2nm 이하 미세 공정 경쟁이 올해 말부터 본격 시작된다. 첫 시작은 인텔이다. 인텔은 올해 하반기 2nm 공정을 통해 제작한 PC용 중앙처리장치(CPU) 애로우레이크를 출시할 예정이다. 이를 위해 2nm 반도체 양산 라인 구축에도 박차를 가하고 있다. TSMC와 삼성전자는 내년 2nm 반도체 양산을 목표로 라인 구축을 진행 중이다.
26일 국제반도체장비재료협회(SEMI)에 따르면 TSMC와 인텔이 올해 말까지 2nm 이하 공정에서 8인치 웨이퍼 환산 기준 월 6만7500장, 월 20만2500장 수준의 생산능력을 갖출 전망이다. SEMI는 반도체 기업별 생산능력(CAPA)을 8인치 기준으로 집계하고 있다. 12인치, 6인치, 4인치 등 반도체 생산량을 8인치로 환산해 계산한다. 기업별 반도체 생산량을 정량적으로 분석하기 위해 이같은 방법을 쓴다.
파운드리 3사 중 가장 빠르게 2nm 반도체 생산에 돌입하는 건 인텔이다. 인텔은 타사 대비 2nm 라인을 선제 구축해 자사 반도체를 양산한다는 계획이다. 인텔이 발표한 로드맵을 살펴보면, 2nm 공정이 적용되는 첫 반도체는 PC용 CPU 애로우레이크다. 애로우레이크도 타일(칩렛) 구조가 적용되며, 이 중 CPU 타일을 인텔 2nm 공정을 활용해 생산할 것으로 보인다. 입출력(I/O) 타일, 시스템온칩(SoC) 타일, 그래픽처리장치(GPU) 타일 등은 TSMC 파운드리를 통해 생산할 예정이다.
인텔의 1.8nm 반도체 양산 라인도 연내 구축할 것으로 예상된다. 인텔은 지난 2월 열린 '인텔 파운드리 서비스(IFS) 다이렉트 커넥트' 행사에서 1.8nm 공정 양산을 올해 연말부터 시작한다고 밝힌 바 있다. 2nm, 1.8nm 라인 구축을 동시에 진행하고 있다 보니 올해 연말 기준 2nm 이하 CAPA가 경쟁사(TSMC) 대비 3배 수준이다.
다만, 인텔은 2nm 공정을 자체 반도체 생산에만 활용해, 고객에게 배정될 2nm 이하 반도체 생산 CAPA를 추산하기는 어렵다. 지난 2021년 파운드리 사업 재진출을 선언한 인텔은 현재 22nm, 4nm, 1.8nm 공정 등만 외부 고객들에게 제공하고 있다.
SEMI는 TSMC도 올해 말까지 2nm 양산 라인을 구축할 것으로 내다봤다. CAPA는 인텔 대비 33% 수준이다. 추후 애플 아이폰용 애플리케이션프로세서(AP) 양산 시점에는 CAPA가 더욱 늘어날 것으로 예상되며, TSMC는 올해 해당 라인을 통해 양산보다는 신규 기술 적용, 공정 고도화에 집중할 것으로 보인다. TSMC는 2nm 공정에 게이트올어라운드(GAA) 기술을 첫 적용한다.
SEMI의 이번 보고서에는 삼성전자 2nm 이하 CAPA가 공란으로 표기됐다. 삼성전자도 내년 2nm 반도체 양산을 목표하고 있는 만큼, 내년 상반기 중 2nm 라인 구축이 완료될 것으로 추정된다.
한편, SEMI는 중국 파운드리 기업 SMIC가 올해 말까지 3~5nm 공정 노드에서 8인치 웨이퍼 환산 기준 월 1만6875장 CAPA를 갖출 것으로 내다봤다. SMIC는 지난해 심자외선(DUV) 장비에 '더블 패터닝' 기술을 적용해 모바일 애플리케이션프로세서(AP) '기린9000(7nm 반도체)'을 양산했다.
디일렉=노태민 기자 tmnoh@bestwatersport.com
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