인텔이 쏘아올린 반도체 ‘2나노 대첩’…삼성·TSMC도 본격 속도전

TSMC “2나노 공정, 앞당기겠다”
인텔 “2나노 공정 적용 반도체 양산”
삼성, 2나노 공정 적용 모바일 AP 양산 단계
양산 위한 하이 NA-EUV 도입도

립부 탄 인텔 CEO가 미국 애리조나주 챈들러에 위치한 인텔 오코틸로 캠퍼스에서 ‘팬서 레이크(Panther Lake)’ 코드명을 가진 인텔 코어 울트라 3 시리즈용 CPU 타일 웨이퍼를 들고 있다. ‘팬서 레이크’는 인텔 18A 공정 노드에서 제작된 최초의 클라이언트용 시스템온칩(SoC)이다. [인텔 제공]

[헤럴드경제=박지영 기자] 인텔이 최근 2나노 공정을 적용한 반도체 양산을 발표하면서 내년으로 예상됐던 2나노 공정 대첩의 서막이 예정보다 빨리 열렸다는 평가가 나온다.

미국 반도체 기업 인텔이 지난 9일(현지시간) 반도체 제작을 위한 첨단 공정의 가동을 발표하면서 반도체 공정 기술의 선두주자인 대만의 TSMC와 우리나라의 삼성도 관련 준비에 박차를 가하고 있다.

인텔은 애리조나에 있는 팹52(Fab 52) 공장이 완전 가동에 들어갔다고 밝혔다. 이 공장은 인텔이 야심 차게 도입한 18A 공정이 적용된 곳이다. 18A는 반도체의 회선폭을 1.8㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1ｍ)로 제조하는 첨단 제조공정이다. 현재 5나노 이하 파운드리(반도체 위탁생산) 양산은 세계에서 TSMC와 삼성전자만이 가능한데, 18A는 두 회사가 양산 중인 3나노보다 앞선 기술로 평가받는다.

인텔은 2021년 파운드리 사업 재진출을 선언하고 18A와 14A 등 최첨단 공정을 위해 대규모 투자를 해왔다. 이에 삼성전자를 제치고 2030년까지 세계 2위 파운드리 업체가 되고 TSMC를 따라잡겠다는 목표를 밝힌 바 있다.

이런 가운데 웨이저자 TSMC 회장은 지난 16일(현지시간) 실적발표회에서 “2나노 공정을 적용한 반도체 생산 계획을 당초보다 앞당기겠다”고 밝혔다. 미국 애리조나주에 구축 중인 반도체 생산 단지를 구축, 미국에서 2나노 반도체를 생산하겠다는 것이다.

이어 애리조나 공장 인근 토지를 매입해 제2공장을 건설하는 등 미국에 대한 투자를 증대하겠다고도 덧붙였다. 이는 인텔이 2나노를 적용한 반도체 양산 성공을 선언한지 일주일만에 나온 발표다.

업계에 따르면 삼성전자도 2나노 공정을 적용한 모바일 AP인 엑시노스2600 양산 단계에 접어든 것으로 알려졌다. 2나노 공정이 적용된 첫 상용 칩으로, 내년 초 출시 예정인 갤럭시 26 시리즈에 탑재될 것으로 관측된다.

ASML의 최초 High NA EUV 양산용 모델인 ‘트윈스캔 EXE:5200B’ [ASML 자료]

최근에는 ASML사의 최신형 극자외선(EUV), 노광장비인 ‘하이(High) 뉴메리컬어퍼처(NA) EUV’ 2대를 도입한 것으로도 알려졌다. 연구용이 아닌 양산용으로 NA-EUV 장비를 투입한 건 처음으로, 2나노 공정 기술을 실제 생산 라인에 적용할 준비가 완료된 것 아니냐는 추측이 나온다.

앞서 삼성전자는 지난 2019년 1세대 10나노급(1x) D램에서 대규모 리콜 사태를 겪은 바 있다. 당시 삼성전자는 EUV의 한 세대 전 장비인 심자외선(DUV) 장비를 사용했는데, 리콜 사태 이후 EUV를 들여오면서 공정 안정성을 확보한 경험이 있다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 “2나노 공정으로 반도체를 양산한다는 건 파운드리 조직력을 한 단계 높인다는 것으로, 생각보다 속도가 빠르게 진행되는 상황이고 각 사별로 상당히 중요한 기로에 놓여있다고 볼 수 있다”며 “특히 삼성전자는 3나노에서 좋은 성과를 거두지 못한 만큼 2나노 공정에 명운이 걸려있는 상황”이라고 분석했다.

앞서 인텔은 지난 9일(현지시간) 2나노 공정이 적용된 신형 PC·중앙처리장치(CPU)인 ‘팬서레이크’와 ‘제온6+(클리어워터포레스트)’가 양산 단계에 돌입했다고 밝혔다. 당초 인텔은 2나노 공정을 적용한 제품 양산 시점이 2026년께가 될 것이라고 밝혔지만, 올해 하반기에 전격 발표하며 2나노 공정 시대를 예상보다 빠르게 연 것이다.

인텔은 자사의 18A(약 1.8나노미터급) 공정에 대해 “미국에서 개발·제조된 최초의 2나노미터급 노드로, 가장 진보된 반도체 기술”이라고 소개했다. 기존 인텔 3나노급 제품 대비 와트당 성능은 최대 15% 향상되고 칩 밀도는 30% 향상된 것으로 알려졌다.