[이달의 반도체 핫토픽]YMTC 엑스태킹 발표, 글로벌파운드리 7나노 포기, TSMC 바이러스 감염 등

지난달 초 미국 반도체 심장부 실리콘밸리에선 중국 국영기업 YMTC가 3D 낸드플래시 기술 발표를 한다는 내용으로 화제를 모았습니다. 물론 뚜껑을 열어보니 ‘역시, 그렇게 쉽게 할 수 있는 일이 아니다’라는 평가가 나왔습니다. 그러나 일각에선 이 정도라도 양산 능력을 갖춰가고 있다는 점에 경계해야 한다는 목소리도 있었습니다. 8월에는 YMTC의 소식과 함께 글로벌파운드리의 7나노 개발 무기한 중단, 바이러스로 TSMC 생산 중단, 다이얼로그세미컨덕터 매각 움직임 및 결렬 보도 등 반도체 업계의 굵직한 해외 뉴스가 많이 나왔습니다.

Topic 1. 중국 YMTC, 3D 낸드 기술 ‘엑스태킹’ 발표

▲ 두 장의 웨이퍼를 사용해 저장용량을 키우고 속도를 높이는 엑스태킹 방식 (출처: YMTC 공식 홈페이지)

중국 국영 칭화유니그룹 산하 양쯔메모리테크놀로지(YMTC)가 지난 8월 6일(현지시간) 미국 캘리포니아주 산타클래라 컨벤션센터에서 열린 플래시메모리서밋 2018에서 자사 3D 낸드플래시 양산 기술인 '엑스태킹(Xtacking)'을 소개했습니다.

엑스태킹은 메모리 셀로만 구성된 칩(Die)과 셀을 제어하는 주변부(Peri)를 별도 로직칩으로 구성해 수백만 개 금속 수직인터커넥트액세스(VIA) 기술로 전기적 연결하는 것을 골자로 합니다. YMTC는 셀과 주변부를 각각 모듈화 방식으로 개발할 수 있어 개발 시간을 최소 3개월 단축하고 제조주기도 20% 줄어든다고 주장했습니다. 아울러 이 기술로 개발된 32단 3D 낸드플래시의 IO 속도가 3Gbps에 이를 것이라고 강조했습니다. 현재 삼성전자가 상용화한 5세대 3D 낸드플래시 속도가 1.4Gbps인데 그보다 두 배 이상 빠를 것이라는 얘기입니다. 물론 이를 어떻게 달성하는지에 관한 설명은 없었습니다.

YMTC 발표를 접한 국내 메모리 전문가들은 경제성과 효용성이 떨어지는 기술이라면서 수율을 높이기 어려워 일종의 궁여지책을 쓴 것이 아니냐는 평가를 내놨습니다. 칩 두 개를 하나로 연결하는 공정이 추가되면 비용, 생산 시간이 늘어나기 때문이죠. 셀을 적층하는 공정에서 어려움을 겪으니 궁여지책으로 주변부를 뺀 이 같은 기술을 도입한 것이 아닌가 하는 분석이 있습니다.

Topic 2. 글로벌파운드리, 7나노 포기

대만 TSMC, UMC와 함께 세계 3대 순수 파운드리 회사로 이름을 올리고 있는 글로벌파운드리가 7나노 공정 개발을 무기한 중단한다고 공식 발표했습니다. 7나노를 포기한 이유는 경제성 때문입니다. 일단 공정 개발에 상당한 자금이 소요됩니다. 개발을 완료한 뒤 양산 라인을 깔려고 해도 천문학 수준의 극자외선(EUV) 장비를 다량 넣어야 하기 때문에 쉽지 않습니다. 더 큰 문제는 7나노 공정을 사용할 고객사가 몇 안 된다는 점입니다. 기껏해야 삼성 엑시노스, 퀄컴 스냅드래곤, 애플 A 시리즈, 화웨이(하이실리콘) 기린 정도인데요. 모두 삼성 아니면 TSMC 팹을 쓰고 있지요. 무기한 중단됐지만 어느 정도 고객사가 들어올 기미가 보이면 다시 개발을 할 것입니다. 후방 산업계에선 글로벌파운드리가 보유한 2대의 EUV 장비, 그리고 엔지니어가 어디로 갈 것인지에 관심을 두고 있습니다.

Topic 3. 바이러스 감염된 TSMC 공장

▲ TSMC의 반도체 공장 내부 (출처: TSMC 공식 홈페이지)

세계 1위 파운드리 회사 대만 TSMC는 바이러스 때문에 한바탕 홍역을 앓았습니다. 3곳 생산라인의 PC가 바이러스 감염이 돼 하루 동안 생산이 중단되는 사고가 발생한 것인데요. 이번 사고는 직원 부주의 때문인 것으로 밝혀졌습니다. 생산 장비에 붙은 컴퓨터 소프트웨어를 업그레이드하면서 감염된 USB를 꽂은 것이 화근이 됐습니다. TSMC는 하루 동안 생산 중단으로 손실액이 3억 대만달러(약 110억 원)에 이르는 것으로 추정했습니다. 실제 피해액보단 고객사의 ‘신뢰’에 금이 갔다는 점에서 뼈아픕니다. TSMC는 납품 예정인 애플 차기 아이폰용 A12 프로세서 공급에 큰 차질을 빚지 않을 것이라고 강조했습니다.

Topic 4. 구글, AI 반도체 판매 개시

▲ 미국 주화 1센트 위에 얹은 구글 엣지 TPU 칩 (출처: Google)

구글 클라우드 부문은 지난달 25일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 개최된 개발자 컨퍼런스 ‘클라우드 넥스트 18’에서 인공지능(AI) 병렬 처리에 특화된 반도체 TPU(Tensor Processing Unit)를 외부에 판매키로 했다고 공식 발표했습니다. 명칭은 ‘엣지 TPU'입니다. 오는 10월에 개발 키트를 함께 출시할 예정입니다. 가격은 아직 공개가 안 됐습니다. 이름에서 알 수 있듯 구글 엣지 TPU는 엣지단, 즉 클라우드가 아닌 단말기 단에서 사용할 수 있는 AI 프로세서인 것으로 예상됩니다. 기존 AI 반도체를 공급해왔던 회사들은 긴장해야 되겠네요.

Topic 5. 애플에 버림받은 다이얼로그, 피인수 결렬

지난달 초 로이터 등 외신은 지문인식칩과 터치 컨트롤러IC를 전문으로 만드는 미국 시냅틱스가 런던에 본사를 둔 다이얼로그세미컨덕터를 인수할 예정이라고 보도한 바 있습니다. 그러나 이틀도 안 돼 협상이 결렬됐다는 보도가 EE타임스에서 나왔습니다. 서로 조건이 맞지 않았다는 게 이유입니다. 다이얼로그세미컨덕터는 애플 아이폰에 탑재되는 전력관리반도체(PMIC)로 실적 성장세를 유지해왔습니다. 그러나 최근 애플이 ‘독자 개발’로 선회하면서 큰 타격을 받았습니다. 다이얼로그뿐 아니라 영국 그래픽처리장치(GPU) 설계자산(IP) 전문업체 이매지네이션 역시 애플이 직접 개발에 나서면서 어려움을 겪다 결국 중국 자본에 매각됐습니다.

Topic 6. 폭스콘, 중국에 반도체 공장 건설

애플 아이폰을 위탁 생산하는 대만 폭스콘이 반도체 시장에 뛰어듭니다. 중국 광둥성 주하이시에 반도체 공장을 건설할 예정이라고 중국 언론이 지난달 17일 일제히 보도했습니다. 폭스콘과 주하이시가 합작 회사를 설립, 반도체 설계 생산 등을 시작할 것이라고 합니다. 다만 양측은 구체적으로 어떤 품목을 주력 매출원으로 삼을지, 투자액은 얼마인지 밝히지 않았습니다. 전공정보단 후공정 패키지 쪽이 되지 않겠느냐는 분석도 있습니다. 앞서 지난 5월 궈 타이밍 폭스콘 회장은 중국 베이징 대학교 연설에서 “폭스콘도 칩 제조 분야에 진출할 것”이라면서 “반도체 사업부 엔지니어 수만 100여 명에 이른다"고 밝힌 바 있습니다.

Topic 7. 마이크론, 30억달러 투자해 미국 메모리 생산시설 확대

▲ 미국 버지니아주 마나사스에 위치한 마이크론 공장 (출처: MICRON)

마이크론은 지난달 29일 미국 버지니아주 마나사스 공장 증축에 향후 2030년까지 12년간 30억 달러(약 3조3000억원)를 투입할 계획이라고 발표했습니다. 이 투자로 1100개의 일자리가 생길 것이라고 밝혔습니다. 새로운 증축 공장에선 자동차 등에 탑재되는 고신뢰성 메모리를 생산하게 될 계획이라고 합니다. 메모리 공장 하나 짓는데 10조 원이 드는 점을 감안하면 이번 마이크론의 투자는 매우 ‘소폭’이라고 말할 수 있겠군요.

Topic 8. 새로운 반도체 기술 로드맵 'HI'

미국 반도체산업협회(SIA)는 1993년 국가반도체기술로드맵(NTRS)을 출범시킨 바 있습니다. 소자, 장비, 재료 업체가 모여 앞으로의 기술 전환 일정을 논의하기 위해서였습니다. 이 활동은 1998년에 일본, 한국, 대만, 유럽이 참여하면서 국제반도체기술로드맵(ITRS)으로 격상됐습니다. 각국 반도체 종사 업체는 ITRS 로드맵을 참조해 기술을 개발했습니다. 그러나 이 로드맵 활동은 지난 2016년 5월 ‘ITRS 2.0’을 끝으로 활동을 끝냈습니다. 2021년이 지나면 더 이상 선폭 축소가 힘들 것으로 결론을 낸 것이죠. 2년마다 트랜지스터 집적도가 두 배 확대된다는 무어의 이론은 이미 깨졌고, 5년 뒤에는 그나마의 발전도 어렵다는 것이 ITRS의 전망이었습니다.

그런데 최근 새로운 기술 로드맵을 만들고자 하는 움직임이 있습니다. 국제반도체장비재료협회(SEMI) 등이 주도하는 이른바 ‘Heterogeneous Integration(HI) 로드맵’입니다. 이름에서 알 수 있듯 서로 다른 소자 간의 결합으로 미세화에 버금가는 성능 향상과 원가 절감을 이루자는 것이 골자입니다. 반도체 업종에 종사한다면 앞으로 이 로드맵이 어떤 식으로 그려질지 관심을 가져야 할 것 같습니다.