분석 결과, 중국 SMIC의 7nm 금속 피치가 Intel 18A를 앞서지만 밀도는 38% 뒤처져 — SemiAnalysis의 새로운 티어다운

SemiAnalysis는 자체 연구소에서 진행한 첫 번째 티어다운 (teardown) 보고서를 발표했습니다. 이 보고서는 SMIC의 3세대 7nm 공정의 최소 로컬 금속 피치 (metal pitch)가 32.5nm임을 보여주며, 이는 Intel의 18A 공정 기반 Panther Lake 칩에 탑재된 36nm 피치보다 더 조밀합니다. 이번 분석은 Huawei의 Mate 80 휴대폰에 탑재된 N+3 공정 기반의 HiSilicon Kirin 9030 프로세서를 대상으로 수행되었으며, SemiAnalysis는 이 공정이 Intel의 18A 고밀도 라이브러리 (high-density library)보다 38% 뒤처진다고 밝혔습니다. SemiAnalysis Teardown Engineering & Evaluation Lab (STEEL)은 오리건주 힐즈버로에 개소되었으며, 첨단 노드 역공학 (reverse engineering) 분야에서 TechInsights에 맞서기 위해 설립되었습니다.

Panther Lake는 36nm 피치로 출시되지만, 18A 공정 전체는 32nm의 최소 금속 피치를 지원합니다. Intel은 Panther Lake에서 피치를 완화하는 방식을 선택했는데, 이는 PowerVia를 통해 웨이퍼 후면으로 전력을 라우팅 (routing)함으로써 전면 금속 스택 (metal stack)을 신호 배선용으로 확보할 수 있기 때문입니다.

Intel은 이러한 방식이 약 10% 더 높은 밀도와 더 여유로운 전면 피치를 제공한다고 밝혔습니다. 이것이 바로 GAA RibbonFET 트랜지스터와 후면 전력 공급 기술로 구축된 노드가 DUV 기반의 중국 공정보다 더 넓은 로컬 피치를 가지면서도 압도적인 기술적 우위를 유지할 수 있는 이유입니다. SMIC는 EUV 노광 기술 없이 DUV 장비와 추가적인 마스킹 및 식각 (etch) 과정을 필요로 하는 4중 패턴화 (quadruple-patterning)에 의존하여 32.5nm에 도달했습니다.

단위 면적당 트랜지스터 수를 계산했을 때, SemiAnalysis는 N+3의 밀도를 제곱밀리미터당 1억 1,340만 개로 측정했습니다. 이는 TSMC의 성숙 공정인 N6의 1억 770만 개를 근소하게 앞서는 수치이지만, 18A에는 크게 뒤처지는 결과입니다. SMIC는 EUV 없이 가능한 모든 밀도 최적화 기술을 동원하여 이 수치를 달성했습니다: 트랜지스터당 2개의 핀 (fin), 액티브 게이트 (active gate) 바로 위에 배치된 컨택 (contact), 그리고 셀 사이의 단일 확산 분리 (single diffusion breaks) 등이 사용되었습니다.

이러한 우회책들은 분명 복잡성과 비용을 증가시키며, N+3의 한계는 궁극적으로 거대한 트레이드오프 (trade-off)를 보여줍니다. Kirin 9030 Pro의 프라임 코어 (prime core)는 2.75 GHz로 동작하며 클럭당 성능은 Arm의 2021년형 Cortex-X2와 유사한 수준입니다. 이는 해당 칩이 약 3년 전의 Android 플래그십 모델들과 비슷한 수준이며, Apple, Qualcomm, MediaTek, Samsung의 최신 부품들에는 뒤처져 있음을 의미합니다. Huawei의 로드맵에 따르면 2031년까지 5 GHz를 목표로 하고 있으나, SemiAnalysis가 언급했듯이 이는 "평면 스케일링 (planar scaling)만으로는 달성할 수 있는 범위를 훨씬 넘어선 것"입니다.

SemiAnalysis는 지난 18개월 동안 연구소를 구축하는 데 시간을 보냈으며, 이미 데이터센터 실리콘 (datacenter silicon) 분석을 통해 수익을 창출했다고 밝혔습니다. "우리는 최근 주요 TSMC 고객사의 COUPE CPO 광학 엔진 (optical engine) + EIC 3D 스택에 대한 역공학 (reverse engineering)을 포함하여, 첨단 데이터센터 칩 티어다운 (teardown)을 통해 이미 수익을 창출했습니다."

이 회사는 사모펀드의 지원을 받으며 Oakley Capital 및 CVC Growth와 같은 곳이 소유하고 있는 오타와 기반의 TechInsights를 겨냥하고 있습니다. SemiAnalysis는 경쟁사가 매각될 예정이며 그 결과 장비에 대한 투자가 부족했다고 주장하지만, 이는 공식적으로 확인되지 않았습니다. 또한 이번 티어다운을 통해 Kirin 9030 Pro가 Samsung LPDDR5X 메모리를 탑재하고 있음을 발견했으며, 16 GB 변형 모델에서는 중국 제조사인 CXMT의 DRAM도 확인되었습니다.

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Luke James는 프리랜서 작가이자 저널리스트입니다. 법률 분야의 배경을 가지고 있지만, 기술의 모든 것, 특히 하드웨어와 마이크로일렉트로닉스 (microelectronics), 그리고 규제 관련 사항에 개인적인 관심을 가지고 있습니다.