◆…사진출처:인텔
인텔 파운드리가 두께 19μm(마이크로미터)에 불과한 최점단 초박형 질화갈륨(GaN) 칩렛 개발에 성공하면서 차세대 반도체 경쟁 구도에 적지 않은 변화가 예고된다.
인텔 보도자료에 따르면 연구진은 GaN 트랜지스터와 기존 실리콘 기반 디지털 회로를 단일 칩에 통합하는 데 성공했고, 이를 통해 별도 보조 칩 없이도 복잡한 연산과 전력 제어 기능을 함께 구현할 수 있는 기반을 마련한 것으로 평가된다.
이번 성과는 단순한 부품 개발을 넘어 전력 반도체와 첨단 패키징, 통신·데이터센터용 고성능 반도체 시장 전반에 영향을 미칠 수 있는 기술적 전환점으로 300mm GaN-on-silicon 웨이퍼 기반 초박형 칩렛과 온칩 디지털 제어 회로를 결합했다는 점이다.
특히 GaN의 물성은 이번 기술의 의미를 한층 높이는 요소로 GaN은 넓은 밴드갭 특성을 바탕으로 높은 온도에서도 안정적으로 작동할 수 있어 스위칭 과정에서의 전력 손실을 낮추고 열 관리 효율을 끌어올릴 수 있기 때문이다.
발열 제어와 전력 효율이 핵심인 데이터센터, 네트워크 장비, RF 시스템에서 냉각 설비의 소형화와 비용 절감이 가능하다는 점이 이 기술의 강점으로 차세대 데이터센터 전력 공급과 5G·6G 통신 인프라, 레이더, 위성통신, 광자 응용 분야까지 확대 적용하려는 배경도 여기에 있다.
신호 전달 경로가 단순해지면서 칩 간 인터커넥트나 패키지 레벨에서 발생하는 저항·기생 커패시턴스가 감소해 전력 손실이 줄어든다. 이에 따라 동일한 전력 조건에서도 더 높은 효율을 확보할 수 있으며 별도의 보조 칩이나 복잡한 배선 구조가 필요 없어져 설계가 한층 간결해진다.
더 주목할 부분은 생산 방식으로 인텔 파운드리는 GaN 생산에 표준 300mm 실리콘 웨이퍼를 활용하고 있어 기존 실리콘 기반 제조 인프라와의 호환성을 확보했다. 새로운 소재를 도입하면서도 대규모 신규 설비 투자 부담을 줄일 수 있다는 뜻으로 상용화 단계에서 원가 경쟁력과 생산 확장성 측면 모두에 유리하게 작용할 수 있다.
다시 말해 소재 혁신을 이루면서도 기존 제조 인프라 활용으로 상용화 가능성까지 높인 인텔의 접근은 파운드리 업계 전반에 새로운 경쟁 압박으로 작용할 수 있다는 측면에서 간단하게 바라볼 문제가 아니다.
파운드리 경쟁의 중심이 미세공정과 수율, 고객사 확보에서 GaN 같은 차세대 소재와 이종 집적, 고효율 전력 반도체 역량으로 옮겨갈 가능성이 커지면서 첨단 공정만으로는 차별화를 이루기 어려운 국면이 다가오고 있음을 시사한다.
이번 개발은 삼성전자 파운드리에도 부담은 적지 않을 전망이다. 이미 첨단 공정 수율과 대형 고객 확보 측면에서 쉽지 않은 과제를 안고 있는 상황에서 인텔이 차별화된 기술 영역에서 존재감을 키울 경우 시장 내 입지는 더욱 좁아질 가능성이 있기 때문이다.
특히 데이터센터와 통신 인프라처럼 향후 성장성이 큰 시장에서 고객들이 전력 효율과 고온 안정성, 패키징 통합도까지 종합적으로 따지기 시작하면 기존 실리콘 중심 전략만으로는 경쟁 우위를 확보하기 쉽지 않을 수 있다는 관측이다.
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