팬서레이크 칩 안을 들여다보니…인텔 18A의 성과와 한계

세미애널리시스(SemiAnalysis)가 인텔 코어 울트라 7 365를 분해해 트랜지스터 단면까지 살펴봤다. 분석에서 확인된 핵심은 인텔이 18A 공정의 리본펫(RibbonFET)과 후면 전력 공급 기술 PowerVia를 상용 프로세서에 적용했다는 점이다. 다만 팬서레이크가 패키지 전체를 18A로 만든 칩이라는 뜻은 아니다. 분해 분석만으로 인텔이 TSMC나 삼성보다 앞선 공정 경쟁력을 확보했다고 단정할 수도 없다. 12

18A의 핵심: 리본펫과 PowerVia

단면 분석에서는 수평 실리콘 시트 네 장을 쌓고 게이트가 각 채널을 둘러싸는 리본펫 구조가 확인됐다. PowerVia는 전력을 전용 후면 금속 배선망과 나노 실리콘 관통 비아(TSV)를 통해 공급한다. 전력을 위한 배선을 칩 앞면에서 덜어내면 신호 배선에 쓸 공간을 확보할 수 있다. 34

이는 인텔의 의미 있는 공정·집적 기술 선택이지만, 그 자체로 성능 향상을 보장하는 것은 아니다. 분석에서는 추가 정전용량, 열저항, 공정 복잡성 등의 상충 요소도 언급한다. 칩의 단면은 구조가 어떻게 구현됐는지 보여주지만, 경쟁 제품보다 실제 성능이 높거나 발열이 적다는 사실까지 입증하지는 않는다. 4

팬서레이크는 여러 공정을 조합한 칩

팬서레이크는 활성 타일 세 개를 수동 베이스 타일 위에 올려 인텔의 Foveros-S 패키징으로 연결한다. 컴퓨트 타일은 인텔 18A로 만들었다. 그래픽 타일은 구성에 따라 공정이 다르다. 작은 GT1은 인텔 3, 더 큰 GT2는 TSMC N3E를 사용한다. 입출력(I/O) 타일에는 TSMC N6가 쓰였다. 12

따라서 팬서레이크가 보여주는 것은 패키지 전체의 18A 전환이 아니라, 컴퓨트 타일에 18A를 적용한 사례다. 이 타일에는 CPU 코어뿐 아니라 NPU, 미디어 엔진, 메모리 측 캐시도 들어간다. 반면 그래픽과 입출력 기능은 별도 타일에 남아 있다. 34

로직 밀도는 TSMC N3E와 비슷

세미애널리시스는 팬서레이크의 18A 컴퓨트 로직과 패키지 내 TSMC N3E 그래픽 로직의 로직 밀도가 비슷하다고 측정했다. 비교 대상에 포함된 TSMC N3P와 N2, 삼성 SF2의 최고 밀도 측정치에는 18A가 미치지 못했다. 다만 이 비교는 특정 로직 영역을 대상으로 한 것이므로, 해당 공정으로 만든 모든 칩이나 기능을 통틀어 순위를 매긴 결과로 해석해서는 안 된다. 2

삼성 MBCFET과의 차이는 구조 비교이지 발열 판정이 아니다

인텔의 리본펫과 삼성의 MBCFET은 모두 게이트가 채널을 둘러싸는 나노시트 기반 트랜지스터다. 분해 분석은 인텔의 네 겹 시트 구조와 후면 전력 공급의 조합을 설명하고, 전력을 앞면에서 공급하는 삼성 SF2의 구조 및 접촉·배선 재료와 차이를 짚었다. 34

이 차이는 두 회사가 서로 다른 집적 방식을 택했다는 점을 보여준다. 그러나 단면 구조만으로 어느 제품이 더 낮은 온도에서 작동하거나 성능이 더 좋은지 결론 내릴 수는 없다. 열저항은 공정 설계상의 상충 요소로 다뤄졌을 뿐, 완제품 간 직접적인 발열 비교 결과는 아니다. 4

제조 진전을 보여주는 수치, 그리고 그 한계

인텔과 ASML은 장비 인증과 시험, 연구개발, 생산을 포함해 High-NA EUV로 웨이퍼 100만 장 이상을 처리했다고 밝혔다. High-NA는 일부 팬서레이크 제품의 선택된 층에 사용된다. 이 누적 수치는 장비 운용 경험이 쌓였다는 신호지만, 완성된 팬서레이크 웨이퍼 100만 장이나 웨이퍼 전체를 High-NA로 노광했다는 뜻은 아니다. 19

별도 보도에 따르면 EXE:5200B 장비의 처리량은 한 방식에서 시간당 175장이지만, 스티칭이 필요할 때는 약 125장으로 낮아진다. 스티칭 조건에 따른 처리량 차이를 보여주는 수치이지, 인텔의 전체 생산량이나 제조 원가를 직접 나타내는 지표는 아니다. 22

한 애널리스트는 18A 수율을 약 80%로 추정했지만, 측정 기준은 공개되지 않았다. 인텔도 절대 수율을 발표하지 않았다. 따라서 이 추정치만으로 18A 전체의 수율이나 경쟁사와의 원가 경쟁력을 판단하기는 어렵다. 24

와일드캣 레이크는 관련 기술을 다른 제품군으로 확장하는 동시에 설계를 달리한 사례다. 보도된 컴퓨트 다이 크기는 팬서레이크보다 38% 작고, 패키징에는 Foveros 대신 유기 기판 기반의 멀티칩 패키지를 사용한다. 그러나 다이 크기가 작다는 사실이나 제품군 확장만으로 인텔이 공정 밀도, 제조 경제성, 고성능 그래픽 생산에서 경쟁사를 앞섰다고 볼 수는 없다. 5

핵심은 ‘상용화’와 ‘공정 우위’를 구분하는 것

팬서레이크 분해 분석은 인텔이 리본펫과 PowerVia를 상용 프로세서에 집적했고, 18A 컴퓨트 타일을 다른 공정의 타일과 한 패키지로 묶었다는 점을 구체적으로 보여준다. 동시에 분석된 18A 로직 밀도는 TSMC N3E와 비슷한 수준이지, 모든 경쟁 공정보다 앞선 것은 아니었다. High-NA 장비 운용 실적과 수율 추정치는 제조 진전을 시사하지만, 수율의 범위와 처리량, 전반적인 경쟁력에 관해서는 아직 확인되지 않은 부분이 남아 있다. 2192224