2017년 경쟁자인 AMD가 라이젠을 출시하면서 인텔의 CPU 시장 독점은 서서히 무너졌습니다. 라이젠은 처음 출시 시점만 해도 코어 숫자에서만 인텔을 이겼을 뿐이었지만, 14nm, 12nm, 7nm로 꾸준히 미세 공정을 업데이트하고 아키텍처를 개선해 이제는 거의 모든 부분에서 인텔을 앞서고 있습니다. 인텔은 2011년 샌디브릿지 이후 조금씩 개선한 코어 프로세서의 아키텍처를 대대적으로 개편하고 미세 공정에서 경쟁자를 따라잡지 않으면 완전히 주도권을 빼앗길 위기에 처한 것입니다. 물론 인텔도 보고만 있었던 것이 아니라 새 아키텍처를 적용한 신제품을 순차적으로 출시했습니다. 하지만 10nm 공정의 타이거 레이크(노트북)와 14nm 공정의 로켓 레이크(데스크톱)는 성능을 개선하려는 여러 가지 노력에도 아쉬운 부분이 많았습니다. 성능이 좋아지긴 했는데, 경쟁자도 그에 못지않게 성능이 좋아져 과거처럼 여유 있게 상대방을 따돌리지 못한 것입니다. 인텔은 올해 말 다시 한번 역전의 기회를 노리고 있습니다. 12세대 코어 프로세서인 앨더 레이크(Alder Lake)가 바로 그 기회입니다. 올해 4분기 데스크톱 제품부터 공개될 앨더 레이크는 과거 10nm ESF(Enhanced SuperFin)라고 부른 인텔 7 공정으로 제조됩니다. 10nm 공정이라고 명명하긴 했지만, 사실 TSMC의 7nm 공정보다 트랜지스터 밀도를 더 높일 수 있는 최신 공정이기 때문에 그에 합당한 새로운 명칭이 필요하다고 생각한 것입니다. 하지만 진짜 파격적인 부분은 미세 공정이 아니라 CPU 구성에 있습니다. 앨더 레이크는 인텔 데스크톱 CPU 역사상 처음으로 고성능 프로세서와 저전력 프로세서가 함께 결합한 하이브리드 구조를 지니고 있습니다. 고성능 코어와 저전력 코어를 같이 혼용하는 하이브리드 구조는 모바일 AP에서는 이미 일반적인 형태입니다. 높은 성능만큼 배터리 지속 시간이 중요한 스마트폰에서는 반드시 필요한 기능이기도 합니다. 인텔은 1+4 구조인 레이크필드 CPU에서 이를 처음 도입했는데, 당시에는 일부 저전력 제품에만 도입할 것으로 예상됐습니다. 사실 배터리 대신 일반 전원으로 전력을 공급받는 데스크톱 CPU에는 필요 없는 기술이기도 합니다. 그러나 일반적인 예상을 깨고 인텔은 앨더 레이크에서 하이브리드 CPU를 데스크톱, 노트북 전 모델에 도입할 예정입니다. 지금까지 알려진 내용에 따르면 앨더 레이크는 골든 코브(Golden Cove) 고성능 코어와 그레이스몬트(Gracemont) 고효율 코어의 하이브리드 구조입니다. 이 코어들이 어떤 조합으로 작동하는지는 밝혀지지 않았지만, 최근 유출된 앨더 레이크 엔지니어링 샘플(ES) 벤치마크에서는 최대 24 스레드(thread)로 나타났습니다. 골든 코브 코어는 하나의 코어가 두 개처럼 작동하는 멀티 스레드 코어이고 그레이스몬트 코어는 싱글 스레드 코어이므로 16+8 구조임을 짐작할 수 있는 결과입니다. 이 내용이 사실이라면 많은 수의 코어가 유리한 작업에서는 모든 코어가 다 활성화되어 성능을 높이는 구조로 생각됩니다. 다만 항상 모든 코어가 활성화되는 방식인지 상황에 따라 교대할 수 있는 방식인지는 확실치 않습니다. 가장 이상적인 하이브리드 코어 작동 방식은 문서 작업이나 검색 등 높은 성능이 필요 없는 작업에서는 저전력 코어만 활성화되고 게임처럼 적은 수의 코어가 빠르게 작동하는 것이 유리한 작업에서는 고성능 코어만 활성화되는 것입니다. 그리고 다수의 코어가 필요한 작업에서는 모든 코어가 활성화되는 방식도 생각할 수 있습니다. 그러나 지금까지 실제 작동 방식이나 구체적인 성능에 대해서는 자세히 공개한 적이 없어 올해 10월로 예상되는 발표 시점에 이목이 쏠리고 있습니다. 고성능 + 저전력 하이브리드 구조 다음으로 주목되는 것은 업계 최초의 DDR5 메모리 도입입니다. DDR5 메모리는 4800Mbps 제품부터 등장할 것으로 예상되며 최대 8400Mbps까지 속도를 높일 수 있습니다. 저장 밀도도 DDR4의 네 배에 달해 메모리 속도와 용량을 크게 늘릴 수 있습니다. 덕분에 CPU 자체 성능은 물론 메모리 병목 현상을 심하게 겪는 내장 그래픽 성능을 높이는 데 큰 도움이 될 것입니다. DDR5 수요가 늘어나면 이를 생산하는 국내 반도체 제조사들에게도 호재로 작용할 것으로 기대됩니다. 대신 DDR5를 사용하기 위해서 새로운 메인보드가 필요합니다.앨더 레이크는 새로운 규격인 LGA 1700 소켓을 사용해 기존의 인텔 메인보드와 호환되지 않습니다. 소켓을 자주 바꿔 소비자들이 계속 새로운 메인보드를 구매하게 만드는 인텔의 정책에 대해서는 많은 불만이 제기되고 있지만, 사실 DDR5 및 PCIe 5.0 같은 신기술을 도입하겠다고 발표한 시점에서 구형 메인보드에서 호환될 가능성은 없다고 보는 게 맞을 것입니다. 인텔은 올해 말부터 내년 상반기까지 앨더 레이크를 순차적으로 출시하고 이후 앨더 레이크의 개량 버전인 13세대 코어 프로세서(랩터 레이크)를 투입할 예정입니다. 인텔 4 공정을 사용한 메테오 레이크(14세대)는 2023년 등장할 예정입니다. 메테오 레이크는 CPU, GPU, SOC-LP의 세 개의 타일을 포베로스(Foveros) 기술로 연결한 하이브리드 CPU로 하나의 다이(die)로 생산되었던 전통적인 CPU 생산 방식을 바꿀 것으로 예상됩니다. 인텔이 여러 가지 신기술을 통해 과거의 영광을 되찾고 경쟁자의 추격을 다시 한번 따돌릴지 결과가 주목됩니다.

대구대 전자전기공학부 전기공학전공 이강현 교수 연구팀이 최근 경상북도 무전원 IoT 상용화 기술개발사업에 선정됐다. 이 교수 연구팀은 지난 6월부터 2년 10개월 간 경상북도로부터 2억여 원의 연구비를 지원받아 ‘IoT 센서용 멀티 소스 지원 에너지 하베스팅 전원 모듈 개발’ 연구를 수행하게 된다. IoT 센서용 멀티 소스 지원 에너지 하베스트 전원 모듈은 정부가 4차 산업혁명의 핵심 기술인 IoT 센서 네트워크의 활용 확대를 추진하고 있어 그 관심도가 높으며 앞으로 에너지 재활용을 위한 기초 기술이 될 것으로 예상된다. 또 지난 5월 대구대는 산업통상자원부, 경상북도 및 영천시의 2022년 ‘저전력 지능형 IoT 물류부품 상용화 기반구축’ 사업에 수행기관으로 선정돼 참여 중이므로 앞으로 본 사업을 위한 연구과제는 보다 시너지 효과를 발휘할 것으로 기대된다. 이 교수는 “학부 연구생, 대학원생 및 기업연구원과의 공동 연구를 통해 무전원 IoT를 상용화하기 위한 기술을 개발하게 된다”면서 “경북도의 에너지 재활용 산업 육성에 이바지하고 싶다”고 말했다.

SK브로드밴드가 친환경 경영을 실천하고자 전력 사용량 줄이기에 힘을 쏟고 있다. SK브로드밴드는 전력 사용을 최소화하고 탄소 배출 감축을 위해 전력 사용이 큰 구형 전화교환기(PSTN)를 새 장비로 교체하고 있다. PSTN은 시내전화 서비스를 위해 1990년대 후반 도입한 장비다. 통신 장비 중 가장 많은 전력(연간 약 390㎿h)을 소모하고 있다. SK브로드밴드는 2014년부터 지난해까지 PSTN 21개를 철거해 연간 전력 사용량 6850㎿(시간당 메가와트)를 줄였다. 온실 가스로 환산하면 약 3194t을 감축한 셈이다. 이를 대체할 신규 장비의 전력 사용량은 연간 1068㎿h로 기존 PSTN의 16% 수준이다. SK브로드밴드는 2024년까지 남은 PSTN 20식을 모두 철거해 연간 총 1만 5978㎿h의 전력량을 줄여 온실가스 7449t을 감소시킬 계획이다. 한국전력으로부터 구매한 재생에너지 연간 615㎿h를 경기 여주위성센터 운영에 투입할 계획이기도 하다. SK브로드밴드는 지난 2월 한국전력과 재생에너지 전력 구매 프로그램인 ‘녹색프리미엄’ 계약을 체결한 바 있다. 또한 SK브로드밴드는 대기전력이 타사 모델 대비 50~65% 낮은 저전력 셋톱박스를 최근 개발해 서비스 중이다.

최근 인텔과 관련해서 흥미로운 루머 하나가 나왔습니다. 바로 오픈 소스 기반 프로세서 아키텍처인 RISC-V 기반 반도체 설계 회사인 SiFive를 20억 달러에 인수한다는 소식입니다. 아직은 루머 수준이지만, 이런 이야기가 나오는 이유가 있습니다. 인텔이 파운드리 사업에 다시 진출하겠다고 발표하면서 고객들에게 x86 아키텍처를 제공하는 것은 물론 ARM, RISC-V 프로세서의 제조는 물론 설계까지 돕겠다고 언급했기 때문입니다. 현재 PC와 서버 시장을 장악하고 있는 CPU 아키텍처는 인텔의 x86입니다. 그런데 모바일 및 임베디드 시장에서 세력을 키운 ARM 기반 제조사들이 이제는 PC와 서버 시장까지 노리면서 인텔의 입지가 흔들리고 있습니다. ARM 아키텍처는 본래 저전력 저성능 기기에 주로 들어갔으나 지난 10여 년 간 성능이 비약적으로 발전하면서 이제는 전력 대 성능비는 물론이고 절대 성능으로도 인텔을 위협하고 있습니다. 이런 위기 상황을 타개하기 위해 인텔의 신임 CEO인 팻 겔싱어는 IDM 2.0 전략을 발표했습니다. 인텔이 반도체의 생산과 설계, 판매까지 모두 담당하는 종합 반도체 회사(IDM)로 남을 뿐 아니라 한 걸음 더 나아가 사업 영역을 확대해 경쟁자의 도전을 물리치겠다는 것입니다. IDM 2.0 전략 중 하나는 인텔도 TSMC나 삼성처럼 시스템 반도체 파운드리 사업에 뛰어드는 것입니다. 그런데 아무리 인텔이라고 해도 현재 시장의 과반을 장악한 TSMC나 TSMC를 맹추격하기 위해 막대한 투자를 아끼지 않는 삼성이 있는 파운드리 시장에서 경쟁력을 지니기는 어렵습니다. 가장 좋은 방법은 이 두 회사보다 더 우수한 미세 공정을 고객들에게 제공하는 것인데, 현재 상황은 반대로 인텔이 최신 미세 공정에서 두 회사의 힘을 빌려야 하는 입장입니다. 따라서 인텔에게는 뭔가 다른 차별화가 필요합니다. 단순한 반도체 위탁 생산을 넘어 칩의 설계 기술까지 고객에게 서비스하는 인텔 파운드리 서비스(Intel Foundry Service, IFS)를 주장한 데는 이런 배경이 숨어 있습니다. 그런데 사실 ARM 아키텍처는 이미 ARM이 상당 부분 레퍼런스 설계 기술을 제공합니다. 애플처럼 대부분 자체 설계의 커스텀 프로세서를 사용하는 회사나 혹은 프로세서 설계 기술이 부족해 레퍼런스 코어를 사용하는 회사나 모두 인텔의 IFS에서 큰 만족을 느끼기 어려운 것입니다. 따라서 인텔은 다른 파운드리 서비스에서는 불가능한 x86 코어 기술도 라이선스 방식으로 제공할 계획입니다. 여기에 더해 최근 ARM의 대안으로 많은 관심을 받는 RISC-V 기반 프로세서 설계 및 위탁 생산 서비스도 제공합니다. RISC-V는 오픈 소스 CPU 프로젝트로 탄생한 아키텍처로 아직은 응용 사례가 거의 없으나 뛰어난 성능을 지녔을 뿐 아니라 기본적으로 라이선스 비용이 없는 무료라는 점 때문에 관심이 높아지고 있습니다. 특히 엔비디아가 ARM을 인수하게 되면 경쟁사 입장에서는 RISC-V에 대한 관심은 더 커질 것으로 예상됩니다. 그런데 오픈 소스 아키텍처라는 점이 꼭 유리한 것만은 아닙니다. 리눅스 같은 오픈 소스 OS도 목적에 맞게 개조하려면 상당한 시간과 비용이 들어갑니다. 복잡한 프로세서는 더 말할 필요도 없습니다. 더구나 리눅스 관련 개발 인력은 비교적 쉽게 구하지만, RISC-V 반도체 설계 전문가는 정말 구하기 어렵습니다. 여러 가지 목적에 맞춘 프로세서를 제공하는 ARM과 가장 큰 차이점입니다. 서론이 길었는데 SiFive는 바로 RISC-V 기반 프로세서를 설계하는 회사입니다. ARM의 Cortex-A계열 프로세서처럼 목적에 맞춘 몇 가지 제품군을 갖고 있습니다. 사실 설립한 지 얼마 안 된 신생 스타트업으로 아직 제대로 된 매출도 발생하지 않았지만, 이미 1억8600만 달러의 자금을 끌어모아 활발한 RISC-V 기반 프로세서 프로젝트를 진행하고 있습니다. 참고로 이 자금 중 일부는 인텔이나 SK 하이닉스 같은 대형 반도체 제조사가 투자한 것입니다. SiFive는 최근 P550과 P270이라는 고성능 프로세서 제품군을 공개하면서 인텔과 협력해 제조할 것이라고 발표했습니다. SiFive의 최신 프로세서는 TSMC의 5nm 공정과 현재 개발 중인 인텔의 7nm 공정으로 제조될 예정입니다.그렇게 되면 인텔의 x86 CPU 제품군과 충돌하게 되는 것이 아닌가 생각할 수 있지만, 아직 SiFive의 프로세서는 컨트롤러나 차량용 반도체 등 특수 목적에 들어가는 것이 대부분이라 인텔 CPU의 시장을 잡아먹을 가능성은 희박합니다. 인텔 입장에선 SiFive를 인수했을 때 시장을 서로 잠식하지 않고 시너지 효과를 기대할 수 있는 부분이기도 합니다. 시스템 반도체라고 해서 CPU만 있는 게 아니라 최근에 심각한 문제가 된 차량용 반도체부터 사물 인터넷 등 여러 분야가 있는데, RISC-V는 사실 이 분야에 가장 유리한 프로세서입니다. 관련 반도체를 제조하는 여러 고객들에게 x86이나 ARM 대신 RISC-V 기반의 더 저렴한 대안을 제시한다면 인텔 파운드리 서비스만의 강점이 될 수 있습니다. 다만 RISC-V 생태계는 이제 태동 단계이며 아직 수익을 내는 상황도 아닙니다. 따라서 선뜻 20억 달러를 지불하는 쉽지 않습니다. 겔싱어 CEO가 어떤 결단을 내릴지 주목됩니다. 다만 인수 여부와 관계없이 인텔과 SiFive의 협업은 이미 공개된 기정사실입니다. 인텔은 과거에도 몇 차례 x86 이외의 다른 아키텍처 프로세서를 개발하고 제조한 경력이 있습니다. ARM과 손잡고 초창기 스마트폰 AP도 만들었고 HP와 손잡고 아이테니엄 (Itanium)이라는 서버 CPU도 만들었지만, 모두 관련 사업에서 철수했습니다. 인텔의 거둔 모든 성공은 x86이라는 하나의 아키텍처에 기반했다고 해도 과언이 아닐 정도입니다. 파운드리 시장에 다시 도전하는 인텔이 이 한계를 극복하고 TSMC와 삼성에 이어 파운드리 시장에서 자신만의 입지를 구축할 수 있을지 궁금합니다.

세계 1위 반도체 파운드리(위탁생산) 업체인 대만 지티뎬루(臺灣積體電路)공사(TSMC)가 무섭게 질주하고 있다. 미국에 이어 일본으로 영토를 확장하며 파운드리 2위 삼성전자, 3위 대만 롄화뎬쯔(聯華電子·UMC)와의 격차를 멀찌감치 따돌리고 앞서가는 모양새다. TSMC는 일본 정부 요청에 따라 구마모토현에 16나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m)급 또는 28㎚급 공정의 대규모 공장을 신설하는 방안을 검토하고 있다고 일본 니혼게이자이(닛케이)신문이 지난 11일 보도했다. 미국과 일본을 연결해 중국을 견제하려는 조 바이든 미국 행정부의 동맹 구상에 적극 참여하려고 한다는 해석이 나온다. TSMC 관계자는 “(현재) 코멘트 할 수는 없지만 결정되는 대로 발표할 것”이라고 전했다. TSMC가 검토 중인 16㎚나 28㎚급 반도체 공장은 5㎚급 최첨단 미세공정은 아니지만 수급이 불안정한 차량용 반도체나 스마트폰 이미지센서 대량 생산에는 맞춤하다. 일본은 차량용 반도체 생산라인이 있지만 공급 부족 사태에 도요타마저 지난달 일본 공장 가동을 일시 중단한 바 있고, 공장 설립을 검토하는 구마모토현에는 소니의 이미지센서 공장도 있다. 소니는 스마트폰 카메라에 들어가는 이미지센서 부문에서 삼성전자(2위)에 앞서 세계 1위를 달리고 있다. 특히 TSMC의 이번 생산시설 건설은 이달 초 발표한 TSMC와 일본 업체들의 연구·개발(R&D)센터 건설과도 밀접한 관련이 있다. 일본은 지난 1일 TSMC와 일본 내 R&D 거점을 구축하는 데 370억 엔(약 3790억원)을 투자하기로 결정했다. 일본 이바라키현 쓰쿠바시에 R&D센터를 짓고 이 거점을 활용해 2022년부터 본격적으로 R&D를 시작한다는 계획이다. R&D 거점 건설에 드는 사업비는 TSMC와 일본 정부가 절반씩 각각 부담한다. 이 R&D센터에는 패키징 기술력을 가진 이비덴과 미세배선 재료업체 아사히카세이, 장비업체 시바우라 메카트로닉스 등 일본 업체 20곳 이상이 참여하기로 했다.이에 따라 TSMC의 일본 신설 회사는 반도체의 ‘후공정’이라고 불리는 패키징 작업과 관련한 기술 개발을 주로 담당할 것으로 보인다. 반도체는 ㎚ 단위인 회로의 선폭(線幅)이 좁을수록 저전력·고효율 칩을 만들 수 있다. 반도체 회로 선폭을 줄이는 미세공정 R&D가 기술적 한계에 도달한 만큼 반도체 회선을 뽑아내는 데 그치지 않고 여러 반도체를 연결해 성능을 높이는 첨단 패키징 기술이 중요해지고 있기 때문이다. 이 뿐만이 아니다. TSMC는 120억 달러(약 13조 4000억원)가 투입되는 미국 애리조나 파운드리 팹(공장)의 착공했다. TSMC는 애리조나주에 짓고 있는 5㎚급 팹에 이어 3㎚급 공장을 5개 더 세운다는 계획이다. 이를 위해 TSMC는 앞으로 4년간 1000억 달러 규모의 시설 투자 계획을 밝혔는데, 올해에만 300억 달러를 쓴다. TSMC는 초미세공정인 2㎚급 칩 시범 생산라인을 올해 안에 대만에 구축하겠다는 야심찬 계획도 내놨다. 웨이저자(魏哲家) TSMC 최고경영자(CEO)는 2일 온라인으로 진행한 회사 기술설명회에서 “올해 말까지 본사가 있는 대만 신주(新竹)과학단지에 2㎚급 테스트 생산 시설을 완공할 계획”이라고 밝혔다. 2㎚급 테스트 생산 시설은 반도체 양산 전에 안정적인 수율(생산품 가운데 양품의 비율)을 이루기 위한 기술 개발 설비다. 양산 직전 마지막 R&D 단계인 셈이다. 이 과정에서 높은 수율을 확보하면 양산에 들어가게 된다. TSMC는 3㎚급 제품도 내년 하반기에 본격 양산하겠다는 계획도 공개했다. 당초 예상보다 3~4개월 빨라진 것으로 2㎚급 칩 상용화에 필요한 생산 기술을 서둘러 확보해 2024년부터 양산에 들어간다는 것이다. TSMC는 4㎚급 반도체 생산 일정도 앞당겨 당장 다음 달부터 시험 생산을 시작해 내년에 양산에 돌입한다는 계획이다.삼성전자는 2030년까지 시스템반도체 투자 규모를 171조원으로 늘린다는 계획 외에는 파운드리 분야의 구체적인 개발 일정과 투자 계획은 공개하지 않고 있다. 5·7㎚급 공정 상용화에서 삼성전자를 앞섰던 TSMC가 5㎚급 이하 반도체 양산 일정을 단축하고 막대한 설비 투자로 격차 벌리기에 나서고 있는 것이다. 반도체 업계에서는 반도체 성능을 좌우하는 ㎚ 단위 미세공정 경쟁에서 TSMC가 빠르게 치고 나가면서 삼성전자의 추격이 더 어려워졌다는 관측이 나온다. 닛케이는 “현재 완벽한 수율과 품질로 5㎚급 첨단 반도체를 양산할 수 있는 곳은 TSMC뿐”이라며 “미국 인텔도 최근에야 7㎚급 제품 양산이 가능해졌는데 이번에 TSMC가 발표한 2㎚급 개발 상황은 업계에 충격을 주고 있다”고 분석했다. TSMC의 이러한 행보는 최대 라이벌 삼성전자를 비롯해 급부상 중인 중국 기업들을 견제하려는 전략으로 읽힌다. 대만의 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율은 TSMC가 지난해 4분기보다 1%포인트 늘리며 55%를 기록해 1위를 굳혔다. 반면 삼성전자의 점유율은 같은 기간 1% 줄어든 17%로 TSMC와 격차가 더욱 벌어졌다. UMC가 7%로 3위를 차지했고 미국의 글로벌 파운드리(GF)와 중국 중신궈지(中芯國際·SMIC)가 5%로 공동 4위를 차지했다. 상황이 이런 데도 삼성전자는 2·3㎚급 칩 투자 계획은 불투명하다. 삼성전자는 내년 하반기 3㎚급 반도체를 양산할 계획이다. 2㎚급 칩 기술 개발도 마친 상태지만 관련 설비 투자가 아직까지 확정되지 않았다. 삼성전자는 올해 170억 달러를 투자해 미국에 파운드리 공장을 증설할 계획이다. 이 공장은 3㎚급 공정을 적용할 것이 유력하지만 공정 증설 계획은 여전히 후보지를 두고 결정을 내리지 못하고 있다. 반도체업계 관계자는 “TSMC가 후발 주자와의 격차를 벌이기 위해 공격적인 투자를 단행하는 것”이라며 “반면 삼성은 공격적인 투자를 하기엔 기술 개발 실적이나 리더십에서 불확실성이 너무 크다”고 지적했다.이런 가운데 중국이 미국 등 서방 국가의 제재에 직접 보복할 수 있도록 법적 근거를 마련한 반(反)외국제재법이 시행함에 따라 글로벌 기업들이 선택의 기로에 직면할 것이라는 분석이 나온다. 반외국제재법은 다른 나라 정부의 대중국 제재에 가담한 개인과 조직에 반격 조치를 취할 수 있다는 내용을 담고 있다. 중국은 지난 10일 전국인민대표대회 상무위원회에서 반외국제재법을 표결 처리한 직후 시진핑(習近平) 국가주석의 서명을 거쳐 곧바로 시행에 들어갔다. 이 법은 외국 정부의 대중 제재를 제정하거나 시행하는데 직·간접적으로 참여한 개인과 조직은 반격 대상에 넣을 수 있다고 규정하고 있다. 반격 조치는 비자 발급 거부와 취소, 입국 불허, 중국 내 자산 동결, 중국 국적 개인·조직과 거래 금지 등을 포함한다. 외국의 제재 때문에 경제적 피해를 본 중국 국적 개인과 조직은 자국 법원에 손해배상 청구 소송을 제기할 수 있다. 이 때문에 글로벌 브랜드 나이키와 H&M 등이나 TSMC가 표적이 될 수 있다. TSMC는 미 정부의 제재 이행 차원에서 화웨이(華爲)에 첨단 반도체 공급을 중단했기 때문이다. 법 제정 논의에 직접 관여한 텐페이룽 베이징대 법대 교수는 “화웨이가 경제적 손실을 물어내라고 TSMC에 소송을 낼 수 있으며 중국 법원은 TSMC에 대해 손해배상 판결을 내릴 수 있다”고 밝혔다. 이에 비해 상하이 소재 법률회사 중룬의 파트너 변호사인 팡젠웨이는 “대만에 무기를 판매하는 등의 행위에 가담하지 않는다면 중국에 진출한 다국적 기업은 이 법에 대해 크게 걱정하지 않아도 될 것”이라고 내다봤다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

SK브로드밴드가 친환경 경영을 실천하고자 전력 사용량 줄이기에 힘을 쏟고 있다. SK브로드밴드는 전력 사용을 최소화하고 탄소 배출 감축을 위해 전력 사용이 큰 구형 전화교환기(PSTN)를 새 장비로 교체하고 있다. PSTN은 시내전화 서비스를 위해 1990년대 후반 도입한 장비로서 통신 장비 중 1식당 가장 많은 전력(연간 약 390㎿h)을 소모하고 있다. SK브로드밴드는 2014년부터 지난해까지 PSTN 21식을 철거해 연간 전력 사용량 6850㎿h를 줄였다. 온실 가스로 환산하면 약 3194t을 감축한 셈이다. 이를 대체할 신규 장비의 전력 사용량은 연간 1068㎿h로 기존 PSTN의 16% 수준이다. SK브로드밴드는 2024년까지 남은 PSTN 20식을 모두 철거해 총 1만 5978㎿h(연간)의 전력량을 줄여 온실가스 7449t을 감소시킬 계획이다. 또한 SK브로드밴드는 대기전력이 타사 모델 대비 50~65% 낮은 저전력 셋톱박스를 최근 개발해 서비스 중이기도 하다.

대구대가 산업통상자원부, 경상북도 및 영천시의 2022년 ‘저전력 지능형 IoT 물류부품 상용화 기반구축’ 사업에 수행기관으로 선정됐다. 저전력 지능형 IoT 부품 소재는 생활 속에서 버려지는 에너지를 ‘하베스팅’ 부품소재를 활용해 다시 전력에너지로 변화해 사용하는 기술을 의미한다. 이번 사업은 물류 분야에 적용하여 IoT 기술을 활용한 권역 내 물류부품 연계 산업의 생산성을 향상하기 위한 목적을 가진다. 주요 사업내용으로는 △ 통합관제센터구축 및 연계 네트워크 등 지능형 IoT 부품 플랫폼 구축 △ IoT 디바이스 등 핵심 요소기술개발을 위한 제품개발 기술지원 △ 요소기술개발 기업의 실제 서비스 적합도를 검증하기 위한 지능형 IoT 부품서비스 테스트베드 △ IoT 센서 네트워크 트레이닝 룸 활용 및 전문인력 양성사업 등으로 구성된다. 이대식 사업단장은 “이 사업의 성공적인 수행을 위해 경상북도 및 영천시를 비롯하여 지역 수행기관과의 긴밀한 협업이 중요하다”며 “앞으로 캠퍼스 내 구축될 지능형 IoT 부품센터를 활용하여 대구대가 에너지 하베스팅 산업을 선도하는 대학으로 나아가길 바란다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

SK하이닉스가 업계 최고 수준의 기업용 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 양산에 돌입했다고 15일 밝혔다. 이번에 양산을 시작한 ‘PE8110 E1.S’은 96단 낸드에 기반한 이전 세대 제품인 PE6110보다 읽기 속도는 최대 88%, 쓰기 속도는 최대 83% 향상됐다. 이는 4GB 용량의 풀 HD급 영화 한 편을 1초 만에 저장하는 수준이다. 또한 최대 용량 제품인 PE8110 8TB(테라바이트)는 2000편의 영화를 하나의 SSD에 담을 수 있다. SK하이닉스는 전력 사용량은 이전 세대와 동일한 수준으로 맞춰 에너지 효율성을 높였다고 설명했다. 지난 3월말 신제품에 대한 내부 인증을 마쳤고, 5월중 주요 고객에게 제공할 예정이다. 이재성 SK하이닉스 부사장은 “저전력이 강점인 SSD는 하드디스크 드라이브(HDD) 대비 94% 이상 이산화탄소를 줄일 수 있어 환경 문제 해결에 기여하고 회사의 ‘ESG(환경·사회·지배구조) 경영’을 강화하는 데도 일조할 것”이라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

UHD급 영화(30GB) 2편을 1초에 처리할 수 있는 차세대 DDR5 D램이 개발됐다. 삼성전자는 업계 최초로 전송 속도를 7200Mbps로 높인 512GB(기가바이트) 용량의 DDR5 메모리 모듈을 개발했다고 25일 밝혔다. 반도체 슈퍼사이클(가격 상승)과 맞물려 하반기 상용화에 나설 경우 한국 업체들의 독주에 속도가 붙을 것으로 보인다. D램의 규격을 의미하는 DDR은 숫자가 높아질수록 성능이 높아지며, 기존 DDR4는 256GB 용량에 최고 전송속도는 3200Mbps 수준이었다. 이번에 개발된 DDR5는 기존의 DDR4 보다 2배 이상의 성능을 보여주는 것이다. 삼성전자는 이 D램에 ‘하이케이 메탈 게이트’(HKMG) 공정을 적용해 고성능과 저전력을 동시에 구현할 수 있게 했다. 절연 효과가 높은 ‘하이케이’ 물질을 절연막으로 쓰는 HKMG 공정은 기존 대비 13%의 전력을 덜 쓰게 되는데, 전력효율이 중요한 데이터센터에 최적화할 수 있다. 또 삼성은 범용 D램 제품으로는 처음으로 8단 TSV(실리콘 관통 전극) 기술을 적용했다. 더불어 글로벌 CPU(컴퓨터 중앙처리장치) 시장의 강자인 인텔은 이번 DDR5와 호환이 가능한 제품을 하반기에 내놓을 것으로 알려졌다. 전날 반도체 파운드리(위탁생산) 분야에 진출을 선언하며 삼성 등을 위협하고 나섰지만, 한편에서는 긴밀한 협력관계를 유지하고 있는 것이다. 손영수 삼성전자 메모리사업부 상무는 “이번에 개발된 DDR5 메모리는 자율주행, 스마트시티, 의료산업 등으로 활용 분야가 확대될 고성능 컴퓨터의 발전을 더욱 가속화할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

정부가 올해 소재·부품·장비(소부장) 국산화를 위해 1차 연구개발(R&D)에 1950억여원을 신규 지원한다. 산업통상자원부는 소재부품기술개발사업의 올해 1차 신규 R&D 지원 과제를 공고한다고 31일 밝혔다. 올해 소재부품기술개발사업 투입 총예산은 8866억원이며, 이 가운데 신규 예산 2887억원 중 1950억여원이 1차 공모 과제에 지원된다. 1차 과제는 181개로 글로벌 소부장 공급망 강화 91개 1005억원, 탄소 중립 등 소부장 친환경화 60개 608억원, 신재생에너지 소부장 국산화 24개 242억원, 방산 소부장 국산화 6개 94억원으로 구성된다. 소부장 공급망 안정화를 위해 반도체·디스플레이 공정 장비인 대면적 첨단 패키징용 본딩·몰딩 장비, 8.5세대 유기발광다이오드(OLED)용 클러스터 스퍼터 장비, 항공기 주요 부품인 고성능 헬기용 주기어박스 등의 기술 개발이 추진된다. 해당 장비는 현재 전량 수입하고 있다. 이번 사업을 통해 반도체 첨단 패키징용 본딩·몰딩의 시장점유율을 각각 국내 70%, 해외 40%로 키우고 8.5세대 OLED용 클러스터 스퍼터 장비의 국내 자급률을 30%로 높일 계획이다. 헬기용 주기어박스는 약 4조 1000억원 규모의 수입 대체 효과가 기대된다. 소부장 친환경화를 위해서는 현재 전량 수입하는 바이오매스 기반 미래차용 친환경 타이어, 저전력 소비 잉크 소재, 폐플라스틱 열분해유 나프타 대체 원료 등의 기술 개발에 나선다. 이를 통해 미래차용 친환경 타이어의 세계 시장점유율 5%를 확보해 약 77억 달러의 매출을 올리고, 저전력·친환경 잉크 소재의 신시장 창출을 통해 매출 1조원 이상을 달성한다는 목표다. 소부장 국산화를 위해 수소충전기용 압축기와 핵심 부품, 태양광 핵심 소재·부품 등의 기술 개발을 추진한다. 현재 42%인 수소충전기용 핵심 부품 국산화율을 2030년까지 100%로 끌어올리고, 대면적 태양광 소부장 개발로 약 3400억원 이상의 매출을 창출할 계획이다. K9 자주포용 엔진·엔진제어부품 개발을 통한 800억원 비용 절감, X밴드(8∼12㎓) 레이더용 반도체 기술 개발을 통한 약 1100억원 규모의 수입 대체 효과 등도 기대된다. 산업부는 오는 3월 4일까지 한국산업기술평가관리원 홈페이지에서 기술개발 지원 과제에 대한 사업계획서를 접수한 후 관련 전문가 평가 등을 거쳐 4월 중 주관기관을 선정할 예정이다. 김승훈 기자 hunnam@seoul.co.kr

금속유기구조체(metal-organic framework, MOFs)는 금속과 유기물이 격자 모양으로 결합한 물질로 여러 가지 독특한 성질을 지녀 과학자들의 주목을 받고 있습니다. 가장 흥미로운 성질은 스펀지처럼 구멍이 많은 다공성 미세 구조로 내부 면적이 매우 넓다는 것입니다. 1g에 불과한 금속유기구조체 내부 면적은 축구장만큼 넓습니다. 따라서 다양한 물질을 선택적으로 내부에 담을 수 있습니다. 금속유기구조체를 이용하면 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 포집하고 청정 에너지이지만 다루기 힘든 수소도 쉽게 저장할 수 있습니다. 최근 주목받고 있는 새로운 응용 분야는 금속유기구조체를 이용해서 대기 중 수증기를 수집하는 것입니다. 아무리 건조한 사막 지역이나 비가 잘 오지 않는 건조 지대라도 대기 중에는 상당한 양의 수증기가 있습니다. 하지만 습도가 낮은 공기에서 수증기를 추출하기 위해서는 상당한 에너지가 필요합니다. 금속유기구조체는 약간의 에너지만으로도 건조한 공기에서 물을 수집할 수 있어 물 부족 지역에서 새로운 수자원 공급 방식이 될 수 있습니다. 작년 존스홉킨스 응용물리연구소 (APL) 과학자들은 1㎏의 금속유기구조체를 이용해 공기에서 하루 최대 8.66ℓ의 물을 수집할 수 있는 기술을 개발했습니다. 연구팀이 개발한 금속유기구조체 시스템은 태양 에너지를 사용해 물을 수집하기 때문에 별도의 전원 없이 사막이나 건조 지대에서 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다. 물론 밤에는 물을 생산할 수 없다는 단점이 있으나 별도의 동력 없이 태양 에너지만 사용해서 작동할 수 있어 전력 공급이 여의치 않은 오지나 개도국에서 매우 유리한 방법입니다. 그런데 여기서 한 걸음 더 나아가 아무런 에너지 없이 대기 중 수증기를 물로 바꾸는 방법도 나왔습니다. 국립 싱가포르 대학 호김 웨이 교수가 이끄는 연구팀은 물을 끌어들이는 성질을 지닌 금속유기구조체와 물을 밀어내는 성질을 지닌 에어로겔(Aerogel)을 결합한 하이브리드 스펀지를 이용해 공기 중 수증기를 물로 응결시키는 시스템을 개발했습니다. (사진) 자연적으로 수증기를 끌어들인 후 물방울이 맺히면 밖으로 스스로 흘러나오는 방식입니다. 이 시스템은 습도가 높은 환경에서 1㎏당 하루 최대 17ℓ의 물을 만들 수 있습니다. 연구팀은 1440시간 동안 시스템을 테스트해 WHO 기준에 부합하는 마실 물을 생산할 수 있다는 것을 보여줬습니다. 이 연구는 저널 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 실렸습니다. 사실 물 부족 문제는 사막 국가에서만 일어나는 일은 아닙니다. 안심하고 마실 수 있는 깨끗한 물이 부족한 지역은 의외로 많습니다. 싱가포르 연구팀이 개발한 시스템은 별도의 전력도 필요 없고 일조량이 부족한 지역에서도 사용할 수 있어 더 범용성을 지닐 수 있을 것으로 기대됩니다. 과학자들은 수증기를 수집하는 금속유기구조체가 마실 수 있는 물 생산이라는 목적 이외에도 다양한 가능성이 있다고 보고 있습니다. 예를 들어 소음 없이 습기를 제거하는 저전력 제습기나 공기 중 물을 흡수해 에어컨 실외기를 식히는 고효율 에어컨 시스템 등 여러 가지 응용이 가능합니다. 다만 이런 장밋빛 꿈이 현실이 되기 위해서는 수증기를 효과적으로 흡수할 수 있을 뿐 아니라 저렴하고 내구성이 좋은 금속유기구조체를 대량생산할 수 있어야 합니다. 몇 년 내로 상용화되기는 어렵지만, 지금 같은 연구가 계속된다면 언젠가 금속유기구조체가 물 부족 문제의 해결사로 등장할 날이 올지도 모릅니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

환경부 산하 국립생태원은 26일 조류 깃털의 구조색을 생태모방한 ‘반사형 디스플레이 원천기술’과 ‘조류충돌 방지를 위한 광학 요소 어레이(데이터 배열)’ 등 2건을 특허출원했다고 밝혔다.반사형 디스플레이 원천기술은 일부 조류 깃털에서 나타나는 파란색·녹색 등의 화려한 색채가 색소가 아닌 깃털 내부의 특수한 미세구조에 빛이 반사해 나타나는 점을 착안해 개발됐다. 연구진은 각 지역 야생동물구조센터에서 보관 중인 파랑새·어치 등 국내 서식 조류 10종의 사체에서 깃털을 확보해 구조색 발현 원리를 분석했다. 그 결과 조류 깃털의 구조색이 베타케라틴과 멜라닌 나노입자 배열에 따른 빛의 선택적 반사에 의해 나타난다는 사실을 밝히고 이를 모방한 광학소자를 제작해 구조색을 재현했다. 컬러 필터나 백라이트를 사용하는 기존 투과형 디스플레이와 달리 자연광 반사에 의해 색상을 재현하는 방식으로, 저전력·고색재현 디스플레이 개발을 위한 기술로 활용이 기대된다. 조류 충돌 방지를 위한 광학 요소 어레이는 연간 800만 마리의 야생 조류가 건물 유리와 방음벽에 부딪혀 폐사하는 현상을 막기 위해 개발됐다. 유리창과 방음벽 등 투명구조물 표면을 선형·방사형 등 특정 형태의 나노구조 배열로 제작하면 이 구조에서 반사되는 빛을 감지한 조류가 구조물을 인식하고 충돌을 피하는 원리다. 사람의 시야는 방해하지 않으면서 조류는 선택적으로 빛을 감지할 수 있어 충돌방지 효과 및 미적 기능을 향상시킬 수 있다. 국립생태원은 2019년 도토리거위벌레를 모방한 확공용 드릴을 개발해 특허등록하는 등 다양한 생태모방 연구를 진행하고 있다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

반도체 기업은 설계와 생산 방식에 따라 몇 가지 형태로 나눌 수 있습니다. 반도체를 설계하고 실제 판매도 담당하지만 스스로 제조 시설(fab)을 지니지 않은 팹리스(fabless) 기업과 반도체 생산만 담당하는 파운드리(Foundry) 기업, 그리고 반도체 설계와 생산 모두를 담당하는 종합 반도체 기업 (IDM, Integrated Device Manufacturer)이 그것입니다. 반도체 산업 초기에는 종합 반도체 기업이 많았지만, 반도체 제조 시설을 구축하는 데 드는 비용이 계속 증가하면서 팹리스와 파운드리 회사의 비중이 커졌습니다. 지금은 이름만 대면 모르는 사람이 없는 거대 IT 기업들도 대개 팹리스 방식으로 제품을 생산합니다. 퀄컴, AMD, 엔비디아, 브로드컴은 물론이고 애플 역시 반도체 제조 시설 없이 TSMC나 삼성 파운드리에 자신들이 설계한 프로세서를 위탁생산하고 있습니다. 현재 10nm 이하의 시스템 반도체 생산이 가능한 회사는 TSMC, 삼성, 인텔 3곳 정도입니다. TSMC는 파운드리 전문 기업이기 때문에 대형 반도체 회사 가운데 종합 반도체 회사는 인텔과 삼성뿐입니다. 그런데 인텔은 종합 반도체 기업으로 입지가 크게 흔들리고 있습니다. TSMC와 삼성의 10nm 공정보다 우수하다고 자랑했던 인텔 10nm 공정이 몇 년이나 연기되면서 경쟁자들이 7nm 공정은 물론 5nm 공정까지 빠르게 앞서 나갔던 것입니다. 엎친 데 덮친 격으로 작년 7월에는 밥 스완 인텔 CEO가 7nm 공정의 도입이 6개월 정도 연기될 것이라고 발표했습니다. 2021년 말 양산해도 경쟁사보다 늦는데, 그보다 더 늦어질 것 같다고 실토한 것입니다. 당연히 인텔 주가는 폭락했습니다. 그리고 인텔 역시 팹리스로 전환한 AMD와 같은 길을 갈 것이라는 예측까지 나왔습니다. 하지만 올해 2월 15일부터 인텔호의 선장이 되는 팻 겔싱어 신임 CEO는 팹리스 전환설을 일축했습니다. 그는 2023년에 생산되는 7nm 급 CPU를 대부분 자체 생산할 것이라고 주장했습니다. 파운드리 시장 확대를 위해 치열한 경쟁을 벌이는 중인 삼성과 TSMC에는 약간 김빠지는 소식이지만, 지금까지 인텔이 투자한 비용을 생각하면 의외의 반응은 아닙니다. 사실 인텔은 몇 년 뒤진 미세 공정을 따라잡기 위해 7nm 공정에 적지 않은 돈을 투자했습니다. 2017년 전임 CEO였던 브라이언 크르자니크는 애리조나 챈들러에 Fab42에 7nm 공정을 구축하고 위해 70억 달러를 투자한다고 발표했습니다. 당시 해외로 빠져나간 공장을 미국으로 다시 불러들이기를 희망했던 트럼프 전 미국 대통령과 사진까지 찍어가며 약속했던 내용입니다. 인텔은 2018년에는 10nm 공정 팀과 별도로 7nm 공정 팀이 순조롭게 작업 중이며 극자외선(EUV) 리소그래피 기술을 적용하게 될 것이라고 언급했습니다. 2019년에 발표한 로드맵에는 2021년 말 1세대 7nm 공정을 도입한 후 2022년에는 EUV 기반의 7+ 공정을 도입하고 다시 2023년에는 7++ 공정으로 이전한다는 구체적인 계획도 있었습니다.그러나 수율에 문제가 생기면서 인텔의 7nm 공정 진입은 또 연기되었습니다. 다만 이미 적지 않은 비용을 투자한 이상 인텔 입장에서는 어떻게든 본전을 뽑으려 할 것입니다. 현재 건설 중인 7nm 팹을 취소하고 투입된 자금을 모두 손실처리 한 다음 파운드리로 전환하기에는 손해가 너무 큽니다. 또 TSMC든 삼성이든 인텔의 막대한 생산 물량을 다 소화할 수 있다는 보증도 없어서 심각한 공급 부족에 시달릴 가능성도 배제할 수 없습니다. 따라서 신임 겔싱어 CEO 역시 7nm 팹 양산을 위해 최대한 노력할 것으로 예상됩니다. 7nm 공정을 바로 적용할 수 없는 인텔은 우선 10nm 공정을 고도화해 위기를 돌파할 계획입니다. 작년 인텔은 2세대 10nm 기술인 10nm 슈퍼핀 (SuperFin)을 적용해 11세대 코어 프로세서(타이거 레이크)를 출시했습니다. 올해는 최대 8코어의 타이거 레이크 CPU를 출시하고 점차 적용 범위를 넓혀 오래된 14nm 공정 제품을 하나씩 대체해 나갈 것입니다. 그리고 올해 말에는 3세대 10nm 공정인 10nm ESF(Enhanced SuperFin)를 적용한 12세대 코어 프로세서인 앨더 레이크를 출시할 계획입니다.앨더 레이크는 고성능 코어인 골든 코브(Golden Cove)와 저전력 코어인 그레이스몬트 (Gracemont)를 탑재한 하이브리드 설계 방식을 택했으며 DDR5와 PCIe 5.0 같은 새로운 기술을 적용해 성능을 높일 계획입니다. 다만 이 시기에는 경쟁사인 AMD 역시 5nm 공정 CPU를 선보일 가능성이 높아 쉽지 않은 싸움이 예상됩니다. 문제는 앨더 레이크 다음입니다. 메테오 레이크(Meteor Lake)로 알려진 13세대 코어 프로세서는 본래 인텔 7nm 공정으로 생산할 예정이었습니다. 그러나 현재 인텔 7nm 공정 양산 시기가 불확실해지면서 메테오 레이크 중 일부나 혹은 전부를 외부 파운드리를 통해 생산하지 않겠냐는 루머가 나오고 있습니다. 일부 루머에서는 TSMC의 5nm 공정을 이용한다는 이야기도 있었습니다. 그렇다면 AMD와 공정 면에서는 충분히 경쟁할 수 있는 수준이 되는 것입니다. 하지만 겔싱어 CEO는 우선 자체 7nm 공정에 우선 순위를 두겠다고 언급했습니다. 만약 인텔의 희망대로 7nm 공정이 더 연기되지만 않는다면, 13세대 코어 프로세서는 인텔 내부 생산으로 해결할 수 있을 것입니다. 문제는 10nm 공정처럼 예상보다 훨씬 지연되는 경우입니다. 이 경우에는 인텔 역시 외부 파운드리 이외의 선택의 여지가 없을 것입니다. 공교롭게도 TSMC는 총 120억 달러를 투자해 미국 애리조나에 5nm 팹을 건설할 예정입니다. 삼성 역시 텍사스주 오스틴에 팹을 지니고 있는데, 일부 외신에 따르면 100억 달러를 투자해 3nm 팹을 건설할 계획입니다. 전자는 이미 확정된 이야기고 후자는 두고 봐야 알 수 있겠지만, 삼성과 TSMC가 잠재적인 고객인 인텔을 염두에 두고 있다는 이야기도 나오는 건 당연해 보입니다. 이를 악물고 종합 반도체 기업의 지위를 지키려는 인텔과 새로운 기회를 노리고 있는 TSMC와 삼성 중 누가 웃게 될지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　　

인텔과 AMD는 오랜 경쟁자로 매년 x86 CPU 시장에서 한 치의 양보도 없이 치열한 싸움을 벌여왔습니다. 한동안 인텔은 서버, 데스크톱, 노트북, 임베디드 등 모든 시장을 장악하며 경쟁자를 완전히 몰아내는 듯했으나 AMD가 젠(Zen) 아키텍처 기반의 라이젠, 스레드리퍼, 에픽 CPU를 내놓으면서 상황을 반전시켰습니다. 인텔이 14nm 공정과 구형 아키텍처에서 주춤하는 사이 AMD는 젠 아키텍처를 계속 업데이트하고 14nm에서 12nm, 7nm로 미세공정을 빠르게 올려 승기를 잡았습니다. 아키텍처와 미세공정 모두에서 상대를 압도한 AMD는 인텔의 아성이 가장 공고했던 노트북 분야에서도 파란을 일으켰습니다. 최초의 7nm 노트북 CPU인 라이젠 모바일 4000 시리즈는 얇은 노트북에서도 8코어 16쓰레드가 가능하다는 것을 보여주면서 게이밍 노트북은 물론 일반 사용자를 타겟으로 한 노트북에도 널리 채택되었습니다. 물론 노트북은 데스크톱과 달리 저전력 기술이 중요해 이 부분에서 기술을 축적한 인텔에 유리한 분야이지만, AMD 역시 저전력 기술을 개선하고 7nm 공정을 채택해 인텔을 강하게 압박했습니다. 하지만 AMD의 공세는 여기서 끝이 아니었습니다. 2021년 초 AMD는 Zen 3 코어를 넣은 라이젠 모바일 5000 시리즈(코드명 세잔)을 출시해 인텔을 더 거세게 압박하고 있습니다. 인텔의 반격은 10nm 공정과 CPU 및 GPU를 완전히 갈아엎은 11세대 코어 프로세서(코드명 타이거 레이크)입니다. 작년에 등장한 타이거 레이크 CPU는 경량 및 일반 노트북을 위한 TDP(열 설계 전력, 높을수록 전력 소모와 발열량이 많음) 12-28W급 제품과 초경량 노트북 및 태블릿 PC를 위한 TDP 7-15W급이었습니다. 발열량이 낮아 얇고 가벼운 노트북에 적합하지만, 4코어 8쓰레드까지만 지원해 8코어 제품을 들고나온 AMD에 비해 멀티 쓰레드 성능이 떨어졌습니다. 인텔은 최대 8코어 16쓰레드까지 지원하는 H 시리즈를 추가해 이 한계를 극복할 계획입니다. 11세대 인텔 코어 H 시리즈는 최대 5GHz의 부스트 클럭과 8코어/16쓰레드의 CPU 코어, 그리고 아이리스 Xe 내장 그래픽을 탑재하고 올해 1분기 출시됩니다. 구체적인 스펙과 가격까지 모두 공개하지 않았지만, 새로운 아키텍처로 무장한 CPU를 5GHz까지 끌어 올린 만큼 최대 4.8GHz인 라이젠 모바일 5000 시리즈와 박빙의 승부가 예상됩니다. 두 회사가 클럭과 코어 숫자를 비슷하게 끌어올린 만큼 싱글과 멀티 쓰레드 벤치마크에서 어떤 결과가 나올지 주목됩니다. 노트북 시장에서 8코어 제품을 먼저 선점해 상대적으로 여유가 있는 AMD는 5000시리즈를 통해 점유율을 높이기 위해 고성능 라인업인 H 시리즈를 더 세분했습니다. 본래 게이밍 노트북에서 표준인 45W TDP급 H 시리즈와 TDP를 35W로 줄인 HS 시리즈가 있었는데, 더 성능을 높인 HX 라인업을 추가한 것입니다. 최상위 제품인 라이젠 9 5980HX는 베이스 클럭 3.3GHz, 부스트 클럭 4.8GHz으로 데스크톱 버전에 근접한 성능을 보일 것으로 기대됩니다. HS 버전인 라이젠 9 5980도 베이스 클럭만 3.0GHz로 낮췄을 뿐 부스트 클럭은 4.8GHz로 동일해 상당히 높은 성능을 낼 것으로 예상됩니다.리사 수 AMD CEO는 CES 2021 기조 연설을 통해 라이젠 5000 시리즈가 인텔 최상위 프로세서인 코어i9-10980HK보다 더 빠르다고 주장했습니다. 구체적으로는 싱글 쓰레드 기준으로도 시네벤치 R20에서 13% 더 빨랐고 패스마크 기준으로도 35% 성능이 높았습니다. 심지어 35W 버전인 HS 시리즈로도 이런 성능을 냈습니다. (그래프 참조) AMD의 도발에 대해서 인텔은 즉각 대응하지는 않았지만, 타이거 레이크 H 시리즈를 통해 최소한 싱글 쓰레드 왕좌는 되찾겠다고 벼르고 있을 것이 분명합니다. 5GHz의 클럭을 유지하면서 성능이 훨씬 높은 윌로우 코브 코어를 탑재한 만큼 실제로 벤치마크를 해보기 전까지는 누가 이길지 장담하기 어려운 싸움이 될 것입니다. AMD는 모바일 라이젠 3000 시리즈가 70개 제품에 탑재되고 4000 시리즈에서는 100개 제품에 탑재되었지만, 라이젠 5000 시리즈에서는 150개의 모바일 시스템에 탑재될 것이라고 주장했습니다. 이렇게 한 세대가 지날 때마다 점유율을 확대하는 모습은 인텔에게 매우 큰 위협이 아닐 수 없습니다. 최근 ARM 진영과 AMD의 거센 공세에 시달리는 인텔이 오랜 세월 키운 호랑이인 타이거 레이크를 통해 노트북 시장에서 시장 점유율을 지켜낼 수 있을지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

명지대학교(총장 유병진) 기술지주회사인 마이크로시스템(대표이사 정상국)은 IoT 보안을 위한 전자식 유체 가림막 기술로 올해 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 전자제품 박람회 ‘CES 2021’에서 사이버 보안 및 개인정보 분야의 혁신상을 받았다고 6일 밝혔다. 이는 지난해 ‘CES 2020’ 모빌리티 분야의 혁신상 수상에 이은 연속 수상이다. CES 혁신상은 행사를 주관하는 미국 소비자기술협회(CTA)의 전문가들이 다가올 CES에 출품되는 제품의 혁신성을 종합 평가해 총 28개 부문에서 수상작을 선발해 주는 상이다. 최근 IoT(Internet of Things) 기술의 발전에 따른 보안상의 문제가 대두되는 가운데, 마이크로시스템의 전자식 유체 가림막 기술은 스마트폰과 노트북 등에 장착된 카메라의 보안을 강화하기 위해 개발됐다. 정상국 마이크로시스템 대표는 “전자식 유체 가림막 기술은 기계적 구동 장치에 의한 카메라 렌즈의 물리적 개폐가 아닌 첨단 미소유체 제어기술을 사용해 제품의 초소형화와 저전력 구동을 가능케 한다”며 “이는 현재 인터넷 카메라 해킹에 따른 모바일 기기의 보안 문제를 근본적으로 해결할 수 있을 뿐만 아니라 카메라의 고성능화에 따른 디자인 문제도 개선할 수 있다”고 말했다. 마이크로시스템은 지난해도 빗물과 먼지를 스스로 청소하는 자가세정유리(Drop Free Glass) 기술이 적용된 차량용 카메라로 모빌리티 분야에서 ‘CES 2020 혁신상’을 받은 바 있다. 마이크로시스템은 설립된 지 3년 된 신생 벤처기업으로, 미국 실리콘밸리 투자사 빅베이슨으로부터 투자를 유치한 데 이어 유럽과 북미 자동차 제조사 및 부품사들과 함께 자율주행을 위한 차량용 센서의 자가세정 기술을 공동 개발하고 있다. 국내에서는 스타트업 페스티벌인 ‘COMEUP 2019’ 모빌리티 부분 우승을 했고, 지난해 국가 신기술 인증 및 대통령상 수상과 함께 국민심사단이 참여한 소부장 100대 기업에 선정되기도 했다. 서울비즈 biz@seoul.co.kr

2020년은 모순의 해였다. 쉽게 이해할 수 없는 일이 벌어졌다. 코로나 팬데믹 확산으로 33만명이 사망했고 수천만 명의 미국인이 여전히 실업 상태이며 수백만 명은 먹을 것이 없고 집도 없다. 이 순간 다우지수, S&P500, 나스닥 지수는 사상 최고치를 경신했고 주거용 부동산 시장도 사상 최고 호황기를 보내고 있다. 애플, 구글, 페이스북, 아마존, 마이크로소프트(MS) 등 실리콘밸리 빅테크 기업들은 전 직원 재택근무를 했지만 어느 때보다 빠른 혁신을 이뤄 냈고 시가총액은 1.5배 늘었다. 디지털 전환(트랜스포메이션)은 가속화됐다. 일반적으로 디지털 혁신은 3~5년 정도 걸리지만 재택근무, 재택수업, 홈엔터테인먼트, 홈트(홈트레이닝) 등 모든 경제활동을 집에서 할 수밖에 없는 상황이 오자 디지털 혁신에 가속도가 붙었다. 사티아 나델라 MS 최고경영자(CEO)는 2년 동안 벌어질 디지털 혁신을 2개월 만에 할 수 있었다고 강조했다. 2021년은 백신이 보급되고 코로나 팬데믹이 사라질 때까지 2020년의 연장선일 가능성이 높다. 재택근무나 여행을 가지 못하는 현상은 당장 바뀌기 힘들다. 모순의 시대엔 변화의 ‘신호’가 나오기 마련이다. 실제 2020년에는 앞으로 5년, 10년 후 미래를 좌우할 만한 기술(제품, 서비스)들이 개발됐다. 10년간 영향을 줄 수 있는 5가지 기술을 꼽아 봤다. 신호와 소음이 동시에 나오는 시기, 세상 변화의 흐름을 알려주는 ‘신호’들이다.1 AI, 인류 문제 해결사로 부상 구글의 자회사 딥마인드는 바둑 인공지능(AI) 프로그램 ‘알파고’로 유명하다. 딥마인드는 그동안 AI의 학습 능력을 과시해 왔다. 2020년 상반기까지만 해도 자체 개발한 AI ‘에이전트57’이 AI 테스트의 기준이 된 아타리 비디오게임 57종을 모두 마스터하는 기염을 토했다. 에이전트57은 아타리 57개 전 종목에서 인간 최고수를 뛰어넘는 능력을 구현했다. 그러나 딥마인드가 자체 개발한 AI ‘알파폴드’(AlphaFold)를 이용, 50년 동안 풀리지 않았던 단백질 접힘(protein folding) 문제를 해결했다고 발표하면서 AI의 서사(내러티브)를 바꿔 놨다. 게임뿐 아니라 인류 문제를 해결할 수 있는 도우미 역할을 할 수 있다는 것이다. 알파폴드는 생명과학 분야에서 가장 어려운 문제로 알려진 단백질 구조 예측을 위해 개발된 AI 시스템. 이 발표로 연구자들이 질병을 이해하고 새로운 약을 개발하며 생명공학 신도구를 만들고 난치병 및 각종 유전병을 치료하는 데 큰 발전을 가져올 것으로 기대됐다. 딥마인드는 2021년 이후 ‘기후변화’ 등 인류 문제를 해결하는 AI 기술 개발을 예고했다. 2 AI에 사회적 책임 요구 확산 구글 딥마인드는 기술 혁신을 이뤄 냈지만 구글 내에서는 AI가 인종차별, 성차별 등 편향적일 수 있다는 내용을 폭로한 사람이 회사와 갈등을 빚고 회사를 떠난 사건이 있었다. 지난 12월 구글 내 AI 엔지니어이자 윤리기술 책임자인 팀닛 게브루는 AI의 한계를 지적한 논문 게재를 놓고 회사 측과 갈등을 빚었고, 결국 해고됐다. 게브루가 지적한 AI의 한계는 AI가 인종 및 성차별 등에서 자유로울 수 없다는 내용이었다. AI 편향이 구글 내에서도 존재한다는 폭로였다. 순다르 피차이 구글 CEO는 이번 문제를 조사하겠다며 한발 물러섰지만 이 사건은 앞으로 AI 분야에서 ‘편향성’ 등이 이슈가 될 것이며 AI에 사회적 책임을 요구하는 목소리가 높다는 상징적 사건이 됐다. 3 아마존 혁신, 헬스케어·모빌리티 아마존은 2020년 코로나 팬데믹 중 큰 승리를 거둔 기업이었다. 홈이코노미 확산으로 대부분 상거래를 온라인으로 하면서 올해 주가는 78%나 상승했고 시가총액은 1조 6000억 달러가 됐다. 아마존의 주가상승률은 마이크로소프트(42%), 알파벳(25%) 등 빅테크 기업을 상회했다. 그러나 아마존이 미래 혁신 신호를 보낸 분야는 ‘헬스케어’와 ‘모빌리티’다. 회사 직원들에게만 서비스하던 앱 기반 원격 의료 서비스인 ‘아마존 케어’(Amazon Care)를 타사 직원에게까지 서비스한다는 보도가 나왔다. 이는 디지털 헬스케어 및 보험 시장을 뒤집을 잠재력이 있다. 이에 앞서 아마존은 모바일 앱을 통해 온라인 처방전을 받고 집으로 약을 배달받는 ‘아마존 약국’(Amazon Pharmacy) 서비스를 정식 출시했다. 여기까지는 알려진 서비스다. 하지만 아마존의 클라우드 사업부인 AWS가 비정형 임상 데이터를 표준화할 수 있는 의료분석 플랫폼 ‘헬스레이크’(HealthLake)를 내놓았다는 사실은 거의 알려지지 않았다. 이는 헬스케어 데이터 공급자 간 문제를 해결할 수 있다. 아마존은 또 노인 간병인을 지원하는 도구인 ‘케어허브’(Care Hub)도 출시했다. 헬스케어 분야에서는 애플과 구글의 혁신이 잘 알려져 있다. 하지만 2021년 이후엔 ‘아마존’이 약국 체인과 보험사의 큰 도전자가 될 것이다. 4 머스크 전기차 아닌 우주 인터넷 일론 머스크 CEO의 테슬라는 2020년 주가가 730%나 올랐다. 시가총액은 6585억 달러로 도요타, 메르세데스벤츠, GM, 포드 등 거의 모든 완성차 기업의 시총을 합친 금액보다 크다. 이미 ‘우주급’ 기업을 만들어 낸 머스크의 경쟁상대는 누가 될까? 머스크 자신이 만든 또 다른 기업이 될 가능성이 높다. 바로 뇌·컴퓨터 연결 기술을 개발하고 있는 뉴럴링크와 우주 인터넷 사업을 하는 스페이스X의 스타링크다. 뉴럴링크는 2020년 8월 칩을 뇌에 이식해 2개월째 생활하고 있는 돼지 ‘거투르드’를 공개했다. 칩은 수집한 뇌파 신호를 초당 최고 10메가비트의 속도로 무선 전송할 수 있다. 머스크는 뉴럴링크가 개발한 뇌 이식 칩을 `두개골의 핏빗(Fitbit)’에 비유하기도 했다. 머스크의 우주개발 회사 스페이스X는 2021년까지 글로벌 서비스를 하는 위성 인터넷 서비스(스타링크)를 시작한다고 밝혔다. 스페이스X는 스타링크 사업을 위해 이미 240개 이상의 위성을 발사한 바 있다. 머스크는 스타링크의 상장을 시사하기도 했다. 우주인터넷, 스타링크 사업이 ‘넥스트 테슬라’가 되지 말라는 법은 없다. 이와 함께 원웹(OneWeb)은 오는 2022년까지 650개의 위성을 궤도에 올려 글로벌 광대역 인터넷을 만들 것이라고 밝혔으며 노키아는 달에 4G LTE 네트워크를 설치하는 나사(NASA)의 사업에 선정돼 2022년 후반 달 표면에 최초로 초소형, 저전력, LTE 솔루션을 구축할 것이라고 발표했다. 2021년부터 본격적 우주 개발, 우주 인터넷 시대를 대비해야 한다는 신호다. 5 항구적 미래 리스크, 사이버 보안 2020년 12월, 러시아에서 지원한 것으로 추정되는 해커가 미국의 정부 기관과 기업을 해킹, 큰 타격을 입혔다. 미국 기관에는 재무부, 상무부, 국립보건원 등이 포함됐으며 파이어아이, 솔라윈즈, MS 등 최고 보안 기업들도 해킹 피해를 입었다. 공격은 정교했으며 미국의 인프라 관련 기밀 정보가 빠져나갔다. 암호, 주소, 이메일 등의 정보도 침해됐다. 이 정보는 2021년 이후 2, 3차 해킹 테러가 벌어질 수 있다는 점을 예고한다. 병원, 학교, 도시 인프라에 침투, 랜섬웨어 공격이 빈번하게 일어날 것으로 예상된다. 사이버 보안은 이제 정부와 기업에 ‘항구적’ 리스크가 됐다는 신호다. 더 밀크 대표

2020년은 코로나19로 인해 많은 분들이 큰 고통을 겪었던 한 해였습니다. 유래 없는 거리 두기와 봉쇄 조치로 인해 기업 역시 많은 어려움을 겪었습니다. 하지만 언택트 시대 덕분에 호황을 누린 분야도 있습니다. 코로나19 사태 초기 폭락했던 삼성, AMD, 엔비디아, TSMC, SK 하이닉스 등 주요 반도체 관련 기업의 가치는 최근 크게 올라갔습니다. 하지만 예외도 있습니다. 반도체 업계 1위 기업이었던 인텔의 주가는 2020년 초 60~70달러 선에서 연말에는 40~50달러 선으로 주저앉았습니다. 이미 몇 년 전부터 심상치 않다는 이야기가 나오긴 했지만, 2020년 인텔에겐 최악의 한 해 중 하나였을 것입니다. 가장 직접적인 경쟁자인 AMD는 7nm 공정을 사용한 최신 제품으로 인텔을 압박했지만, 인텔은 일부 예외를 제외하고 대부분 오래된 14nm 공정 제품으로 대응했습니다. 그 결과 시장 점유율을 크게 내주면서 2020년 3분기에 매출과 영업이익이 전년 동기 대비 4.6%와 22% 감소했습니다. 반면 같은 시기 AMD는 매출과 영업이익이 56%와 141%나 증가했습니다. 덕분에 2020년 초 40달러 선이던 AMD 주가는 이제 두 배인 90달러 선에서 거래되고 있습니다. 하지만 진짜 인텔의 속을 쓰리게 만든 사건은 따로 있었습니다. 주요 고객사 중 하나인 애플이 x86 플랫폼을 떠난 것입니다. 그런데 이별보다 더 아픈 사실은 애플이 공개한 M1 프로세서의 성능이 인텔 프로세서보다 뛰어나다는 것입니다. 물론 애플의 주장처럼 몇 배나 빠르진 않아도 ARM 기반의 M1의 CPU 성능은 인텔 프로세서를 분명히 앞섰습니다. 그리고 GPU 성능은 인텔 내장 그래픽과 비교가 되지 않을 만큼 뛰어났습니다. 여기에다가 애플은 최신 5nm 공정과 아이폰, 아이패드에서 가다듬은 저전력 기술을 적용해 발열과 전력 소모까지 줄였습니다. 헤어진 것도 가슴 아픈데, 결과를 보니 헤어진 게 맞다는 사실이 확인됐으니 인텔 입장에서는 속이 쓰릴 수밖에 없는 상황입니다. 힘든 한 해를 보낸 인텔에게 더 충격적인 연말 소식은 오랜 동반자였던 마이크로소프트가 자체 ARM 서버 프로세서를 개발하고 있다는 뉴스일 것입니다. 이미 아마존은 자체 ARM 서버 칩인 그래비톤 시리즈를 개발해 사용하고 있으며 다른 대형 IT 기업들 역시 ARM 서버 칩 개발이나 채택을 고려하고 있는 상황입니다. 아직은 인텔의 시장 점유율이 절대적이긴 하지만, 시장 조사기관인 IDC는 2020년 3분기 서버 시장에서 ARM 기반 서버가 전년 대비 430.5%나 증가했다고 발표한 바 있습니다. AMD에 점유율을 빼앗기는 것도 모자라 ARM 서버 칩에도 점유율을 내주게 되면 서버 시장에서 인텔의 입지는 더 줄어들 수밖에 없는 상황입니다. 상황이 이렇게 급박하게 돌아가자 인텔은 비핵심 사업부인 낸드 부분을 SK 하이닉스에 매각하는 등 대책 마련에 부심하고 있습니다. 하지만 이미 뒤처진 미세 공정을 바로 따라잡긴 어렵기 때문에 더 급진적인 충격 요법이 필요하다는 주장이 나오고 있습니다. 경쟁사인 AMD처럼 반도체 제조 부분을 포기하고 팹리스(fabless, 자체 반도체 제조 시설 없어서 다른 파운드리 회사를 통해 반도체를 제조하는 회사) 회사가 돼야 한다는 주장이 그것입니다. 반도체는 미세 공정으로 갈수록 팹 건설 비용이 천정부지로 치솟는 특징이 있습니다. 인텔의 경쟁자인 AMD는 본래 회사 규모가 작아서 이 비용을 감당하기 어려웠습니다. 그래서 2008년 반도체 생산 부분을 분리하고 아부 다비 정부 투자 회사의 자금을 끌어들여 별도의 파운드리 회사인 글로벌 파운드리를 설립하게 됩니다. 하지만 이 글로벌 파운드리조차도 치솟는 미세 공정 건설 비용을 감당하지 못하고 결국 7nm 이하 미세 공정 개발은 포기했습니다. 인텔은 본래 반도체 업계 1위 기업이었기 때문에 12년 전에 팹리스로 전환한 AMD와는 사정이 달랐습니다. AMD가 팹리스로 전환하던 시점만 해도 인텔의 미세 공정은 세계 최고 수준으로 다른 경쟁자들은 이를 따라잡기에 급급했습니다. 그러나 10년이 넘는 세월이 흐른 후 이제 인텔은 삼성이나 TSMC 같은 파운드리 반도체 제조사에 뒤처졌습니다. 몇 년 전까지는 상상하기 어려운 일이었지만, 이제 인텔은 AMD와 같은 길을 가야 하는지 고민해야 하는 상황에 직면한 것입니다.본래 인텔은 2021년 말에 7nm 공정을 내놓고 2022년에는 EUV 기술을 적용한 7+ 공정을 내놓을 계획이었습니다. (로드맵 참조) 하지만 밥 스완 인텔 CEO는 이 로드맵을 내놓은 지 1년도 안 되 컨퍼런스 콜에서 7nm 공정이 6개월 정도 연기될 것이라고 발표했습니다. 사실 2022년이면 경쟁자들은 이미 3nm 공정에 진입할 시기입니다. 이 시기에 7nm 공정에 진입해도 별로 경쟁력이 없는 데다 10nm 공정 역시 여러 차례 연기한 전례가 있어 결국 7nm 공정에서도 비슷한 일이 일어나는 게 아닌가 하는 우려가 나오고 있습니다. 인텔이 망하지 않으려면 AMD처럼 아예 팹리스 회사로 가야 한다는 주장이 나름 설득력 있는 이유입니다. 하지만 인텔의 팹리스 전환 역시 간단한 문제가 아닙니다. 인텔의 생산 물량 자체가 워낙 많다 보니 이미 공장을 거의 풀가동하고 있는 TSMC나 삼성의 미세 공정에서 물량을 충분히 공급받기가 어렵습니다. 따라서 당장에는 AMD 같은 완전 팹리스 전환보다는 7nm 이하 공정이 꼭 필요한 일부 제품만 위탁생산하고 나머지 물량은 현재 개발 중인 차세대 10nm 공정으로 돌릴 것으로 예상됩니다. 문제는 10nm 이하 제품의 비중을 결국 늘려야 하는데 계속 위탁생산으로 갈 것이냐입니다. 앞으로 1~2년은 인텔의 미래를 좌우할 변곡점이 될 가능성이 높습니다. 결국 미세 공정 레이스에서 TSMC나 삼성에 계속 밀리게 되면 인텔도 특단의 대책을 세울 수밖에 없습니다. 2021년 스완 CEO가 어떤 결정을 내릴지 주목됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

영남대 신소재공학부 류정호(46) 교수 연구팀이 ‘에너지 하베스팅(Energy Harvesting)’ 효율을 대폭 향상시킨 신기술을 개발해 학계와 산업계로부터 주목받고 있다. ‘에너지 하베스팅’은 버려지는 에너지를 수집해 전기 에너지로 변환하는 기술로, 최근 신재생 에너지의 원천 기술로 각광받고 있다. 류 교수 연구팀은 최근 자기장 노이즈를 활용해 저전력 전자기기나 사물인터넷 센서 네크워크를 구동할 수 있는 에너지 하베스팅 기술을 개발했다. 연구팀은 “지난 2015년부터 자기-전기 결합 스마트 복합재료의 원천 소재 기술부터 구조 안전성 진단용 자율 전원 응용 기술을 연구개발 중이다. 현재까지 개발된 기술은 국내 특허를 비롯해 미국, 일본, 중국, 유럽에서 원천 특허를 순차적으로 등록해 기술력을 확보했다”면서 “추가 연구를 통해 빛을 모아주는 렌즈처럼 자기장을 모아주는 자기장 렌즈 기술을 개발했다. 흩어지는 자기장을 에너지 하베스팅 소자에 집중될 수 있는 기술이다. 이번에 개발된 기술로 연구팀이 기존에 보유한 하베스팅 소자의 발전 출력을 3배 가량 높일 수 있다는 것을 연구를 통해 확인했다”고 연구 성과를 밝혔다. 연구팀은 한국전력공사 전력연구원과 공동 연구를 진행해 자기장 렌즈 기술을 실제 변전 설비에 장착하여 구조진단 무선센서 구동 테스트를 마쳤으며 국내 특허를 출원한 상태다. 류 교수팀의 연구 성과는 에너지분야 세계적 학술지 ‘에너지및환경과학’ 최신호(2020년 11월)와 지난 2월 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’에 잇달아 게재됐다. 류 교수는 “이 기술을 심화 발전시키면 4차 산업의 핵심기술 중 하나인 소형 드론 등 무인 항공기의 체공 시간을 늘려줄 수 있는 보조 전력 공급원으로도 발전할 수 있을 것”이라고 말했다. 한국재료연구원 윤운하 박사, 부경대학교 황건태 교수, 인하대학교 정대용 교수 연구팀과 공동 진행한 이번 연구는 한국연구재단 글로벌프론티어사업과 중견연구자지원사업, 국가과학기술연구회의 창의형융합연구사업 지원으로 수행됐다 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

냉전 시절 구소련은 미국을 중심으로 한 서방 세력에 맞서기 위해 과학기술 개발에 온 힘을 쏟았습니다. 하지만 이런 노력에도 IT 분야에서는 서방측을 따라잡기는커녕 자꾸만 격차가 벌어졌습니다. 중앙집권적 관료들의 지배를 받는 구소련의 IT 기구들은 자유로운 연구와 창업이 보장된 서방의 IT 혁신을 따라잡을 수 없었습니다. 이런 상황에서 구소련이 선택할 수 있는 가장 합리적인 해결책은 서방의 기술을 복제해 CPU를 만드는 것입니다. 구소련의 과학자들은 역설계 기술을 통해 인텔, IBM 등 서방 제조사의 CPU를 복제한 해적판 CPU를 만들었습니다. 물론 소프트웨어라고 해서 예외는 아니었습니다. 그러나 구소련이 붕괴되고 라이선스 없이 마음대로 서방측 기술을 사용할 수 없게 되자 새로운 대안이 필요했습니다. 1992년 모스크바 물리기술 대학의 스핀 오프 기업으로 설립된 MCST(Moscow Center of SPARC Technologies)는 이름처럼 미국 IT 기업인 Sun(나중에 오라클에 인수)이 개발한 SPARC 계열 CPU를 연구하고 개발하기 위해 설립됐습니다. 하지만 이 회사는 또 다른 서방측 프로세서 기술에도 주목했습니다. 바로 VLIW(Very long instruction word) 기반 아키텍처입니다. VLIW는 동시에 여러 명령어를 처리할 수 있는 기술로 주목받았으나 사실 주류에 해당하는 x86이나 ARM 아키텍처에 밀려 큰 힘을 쓰지는 못하고 있습니다. 현재는 특수 목적의 임베디드 프로세서나 일부 GPU에 사용되고 있을 뿐입니다. 그런 VLIW 아키텍처가 러시아에서 부흥한 이유는 서방측의 제재에 맞서 러시아산 x86 호환 프로세서가 필요했기 때문입니다. MCST가 개발한 엘브루스(Elbrus) CPU는 내부적으로는 VLIW로 돌아가지만 x86 명령어를 번역하는 방법으로 x86 기반 윈도우나 리눅스 운영체제를 구동할 수 있습니다. 이는 일종의 VLIW 방식 CPU였던 인텔 아이테니엄(Itanium)이나 지금은 사라진 저전력 x86 호환 프로세서인 트랜스메타의 크루소(Crusoe)와 같은 방식입니다. 엘브루스 CPU의 최신 버전은 2018년 말 생산을 시작한 엘브루스-8SV(Elbrus-8SV)로 대만 TSMC의 28nm 공정으로 제조한 8코어 CPU입니다. 27.8억개의 트랜지스터를 집적한 나름 큰 프로세서로 4채널 DDR4 2400 메모리와 16MB L3 캐시 메모리, 1.5GHz 클럭을 지니고 있습니다. 이론적 연산 능력은 단정밀도에서 576GFLOPS이지만, x86 명령어를 처리하는 경우 성능이 하락한다는 점을 감안해야 합니다. 실제적인 성능은 서방측 최신 x86 CPU는 물론 ARM 기반 고성능 프로세서에 크게 못 미치는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 러시아 입장에서는 서방의 제재에도 x86 호환 CPU를 자체 공급할 수 있다는 사실이 더 중요할 것입니다. 최근 러시아 연방 산업 통상부는 32코어 고성능 엘브루스 CPU를 개발하기 위해 75억 루블(1092억원)을 투자하겠다고 발표했습니다. 러시아 입장에서는 상당한 거금을 들여 신형 CPU를 개발하는 것으로 2025년까지 현재 서방측 서버 CPU를 넘볼 수 있는 프로세서를 개발하는 것이 목표입니다. 32코어 엘브루스 CPU는 7nm 미세 공정을 사용하며 DDR5 및 PCIe 5.0 같은 최신 기술을 적용할 예정입니다. 계획대로만 된다면 엘브루스 CPU는 미국 이외의 국가에서 제조하는 x86 호환 CPU 가운데 가장 강력한 성능을 지닌 CPU가 될 것입니다. 하지만 러시아가 서방측 제재를 뚫고 순조롭게 차세대 CPU를 개발할 수 있을지는 아직 미지수입니다. 가장 큰 문제는 러시아는 자체 반도체 제조 시설이 매우 낙후되어 있다는 것입니다. 엘브루스의 경우 90nm 공정을 사용한 엘브루스 2S 시리즈까지는 어떻게든 러시아 자체 팹을 사용했으나 그 이하 미세 공정을 러시아 내에서 확보할 방법이 없어 결국 TSMC에 위탁 생산을 하는 수밖에 없었습니다. 7nm 미세 공정은 현재 러시아 사정을 생각할 때 5년이 아니라 10년 후에도 가능할지 의문스러운 수준으로 결국 TSMC 같은 외국 제조사의 힘을 빌려야 합니다. 미국 등 서방측이 이 부분까지 제재할 경우 러시아의 CPU 자력갱생은 상당한 어려움에 처할 것입니다. 물론 DDR5 같은 최신 메모리 역시 한국 등 다른 나라에서 전량 수입해야 하는 처지입니다. 하지만 러시아 입장에서는 하나라도 더 자체 생산하는 편이 안전하기 때문에 32코어 엘브루스 프로세서 개발 계획을 철회하지는 않을 것으로 생각됩니다. 러시아 역시 서방측이 CPU에 백도어를 숨겨두지 않았을까 걱정하고 있기 때문에 설령 위탁생산을 하더라도 군용 및 정부용 컴퓨터에는 자체 설계 CPU를 사용할 수밖에 없는 것입니다. 사실 경제 논리로 생각하면 러시아도 다른 나라처럼 인텔이나 AMD CPU를 사용하는 것이 가장 합리적입니다. 좁은 러시아 내수 시장을 위해 소량 생산되는 만큼 성능이 낮다고 가격을 낮출 수도 없습니다. 가성비가 낮은 만큼 엘브루스 CPU는 미국제 CPU를 사용할 수 없는 피치 못할 사정이 있고 혹시 러시아가 심었을지도 모르는 백도어가 걱정되지 않는 국가가 아니라면 도입할 가능성도 희박합니다. 수출로 활로를 뚫어 경제성을 확보할 가능성이 거의 없다는 것이죠. 그러나 경제 논리를 대신할 러시아의 정치적 사정이 있는 만큼 세상에서 가장 기이한 x86 호환 CPU인 엘브루스의 진화는 당분간 계속될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 10여 년 간 애플의 가장 큰 수익원은 아이폰이나 아이패드 같은 iOS 기기였습니다. 사람들의 관심 역시 모바일 기기에 집중되면서 맥(Mac)에 대한 관심은 상대적으로 적어졌습니다. 하지만 올해는 다른 모습입니다. 애플이 2006년부터 사용했던 인텔 CPU를 자체 개발한 ARM 기반 칩으로 교체한다는 폭탄 선언을 했기 때문입니다. 사실 루머로는 몇 년 전부터 나왔던 이야기인데, 막상 현실이 되니 세간의 관심이 집중된 것입니다. 애플 매킨토시는 1984년 첫 출시 때부터 10년 동안 모토로라 68000 계열 CPU를 사용했습니다. 그러다가 1994년부터 IBM 파워PC(PowerPC) 계열로 갈아탔습니다. 당시만 해도 애플은 파워PC의 성능이 인텔 CPU보다 우수하다고 주장했습니다. 그러나 애플은 2006년에 돌연 맥 CPU를 인텔 프로세서로 변경합니다. 여기에는 그럴 만한 이유가 있었습니다. IBM의 파워PC의 성능은 강력하긴 했지만, 기본적으로 고성능 PC와 서버를 목표로 개발되어 저전력 성능이 중요한 노트북에는 적합하지 않았습니다. 반면 당시 인텔은 전력 대 성능비를 획기적으로 개선한 코어 듀오(Core Duo) 프로세서를 출시했습니다. 인텔 프로세서의 개선 방향은 스티브 잡스가 생각한 맥의 미래와 일치했습니다. 저전력 성능을 크게 강화한 인텔 프로세서 덕분에 애플은 맥북 에어처럼 획기적으로 얇고 가벼운 노트북을 개발할 수 있었습니다. 하지만 몇 년 전부터 애플이 인텔 프로세서 대신 자체 프로세서를 사용할 것이라는 루머가 꾸준히 제기되었습니다. 이유는 간단합니다. 인텔 프로세서는 몇 년째 14nm 공정과 오래된 아키텍처에서 벗어나지 못하고 있지만, 애플의 A 시리즈 프로세서는 미세 공정과 아키텍처를 꾸준히 개량해 x86 CPU를 넘볼 수준까지 성능이 올라갔기 때문입니다. 애플 자체 칩과 인텔 칩의 성능 차이가 별로 없다면 애플 입장에서는 굳이 x86과 ARM으로 생태계를 분리할 이유가 없습니다. 맥에 자체 프로세서를 탑재할 경우 비용 절감 효과는 물론이고 애플 생태계에 최적화된 커스텀 프로세서를 장착할 수 있습니다. 결국 애플은 맥 제품군에 자체 프로세서를 탑재한다고 발표했고 그 결과물을 이제 공개했습니다. 애플 M1은 아이폰 12에 사용된 애플 A14 바이오닉 칩의 업그레이드 버전으로 고성능 파이어스톰 코어 4개와 고효율 아이스스톰 코어 4개로 구성된 8코어 프로세서입니다. A14와 비교하면 파이어스톰 코어 숫자가 2개에서 4개로 늘어났고 L2 캐쉬도 12MB로 50% 늘어났습니다. 더 많은 발열량을 허용할 수 있는 맥북과 맥 미니에 탑재하는 만큼 클럭도 더 높을 것으로 예상됩니다. GPU 역시 두 배 늘어난 8코어 GPU를 탑재해 스마트폰 가운데 최고 수준인 아이폰 12보다 성능이 훨씬 우수할 것으로 예상됩니다. 뉴럴 엔진은 16코어로 A14 바이오닉과 동일한데, 이 정도면 내장형 인공지능 가속기로 최상위급이기 때문에 굳이 더 늘릴 필요가 없었을 것입니다. M1의 트랜지스터 집적도는 A14 바이오닉보다 42억 개 늘어난 160억 개에 달하지만, TSMC의 최신 5nm 공정을 사용해 다이 면적은 10nm 공정 인텔 아이스레이크 CPU보다 크게 늘어나지 않았을 것으로 보입니다. 여기에 LPDDR4X 메모리 두 개를 옆에 붙여 놓은 통합 메모리 아키텍처 구조로 크기를 더 줄여 시스템을 매우 작고 가볍게 만들 수 있게 됐습니다. 애플은 새로운 메모리 장착 방식이 전통적인 메모리 모듈보다 더 우수한 성능을 보인다고 주장했습니다. 다만 M1 칩을 탑재한 신형 맥북 에어가 인텔 CPU를 탑재한 전 세대 모델보다 CPU 성능은 3.5배, GPU 성능은 5배 뛰어나다는 주장은 좀 더 엄밀한 검증이 필요합니다. 맥북 에어에 사용된 코어 i7-1060NG7 프로세서(1.2-3.8GHz 쿼드코어 CPU + 아이리스 프로 그래픽)의 성능 역시 만만치 않기 때문입니다. 코어 i7-1060NG7의 CPU 성능은 패스마크 (PassMark) 기준 6,234점으로 이보다 3배 이상 빠른 CPU는 노트북에서는 라이젠 7 4800H (8코어, 2.9-4.2GHz) 정도만 있을 뿐입니다. 솔직히 라이젠 7 4800H도 패스마크 기준 19,206점으로 3.5배가 안 됩니다. 인텔 CPU의 3.5배에 달하는 놀라운 성능의 비밀은 작은 숫자로 표시된 각주에 있습니다. 애플 공식 사이트에는 '배포 전 단계의 Final Cut Pro 10.5에서 4096x2160 해상도 및 초당 59.94 프레임의 4K Apple ProRes RAW 미디어로 구성된 55초 분량의 영상을 Apple ProRes 422로 인코딩 변환하여 테스트'한 결과라고 되어 있습니다. 쉽게 말해 CPU의 전반적인 성능이 아니라 M1에서 특별히 빠른 어플리케이션에서의 성능 비교입니다. 물론 GPU 역시 파이널 컷 프로에서의 비교 수치로 게임에서 평균 5배 빠르다는 의미는 아닙니다. 하지만 그렇다고 M1의 성능이 인텔 CPU보다 낮다는 것은 아닙니다. IT 전문 사이트인 아난드텍에서는 A14 바이오닉 CPU의 싱글 코어 성능이 SPEC2006 종합 비교 결과 인텔 i9-10900K와 AMD 라이젠 9 5950X의 중간 정도라고 평가했습니다. 파이어스톰 코어의 성능이 최신 x86 코어와도 겨룰 수 있는 수준이라는 것입니다. 출시 후 정확한 비교 벤치마크 결과를 봐야 알겠지만, 노트북용으로 성능을 높인 M1의 종합 성능은 적어도 A14보다 우수할 것입니다. 하지만 성능보다 더 중요한 강점은 저전력입니다.애플은 A 시리즈 프로세서에서 저전력 기술을 갈고 닦았습니다. M1은 애플이 오랜 세월 연마한 전력 관리 기술과 TSMC의 최신 5nm 공정 덕분에 전력 대 성능비가 인텔 칩보다 훨씬 높을 것으로 예상됩니다. 애플은 10W 전력 소모에서 M1의 성능이 인텔 칩보다 2배 뛰어나거나 혹은 최고 성능에서 전력 소모량이 1/4에 불과하다고 주장했습니다. 덕분에 신형 맥북 에어는 성능을 높이면서도 조용한 팬리스 디자인으로 돌아왔습니다. 배터리 용량 증가 없이도 배터리 사용 시간이 18시간까지 늘어난 것 역시 전기를 적게 먹는 M1 덕분입니다. 노트북에서 저소음, 저발열, 배터리 사용 시간이 중요한 점을 생각하면 저전력이 M1의 가장 큰 혁신이라고 할 수 있습니다. M1을 탑재한 1세대 모델은 이전 모델과 외형상 차이가 없지만, 결국은 더 얇고 가벼운 맥 제품군이 나올 수 있음을 시사하는 부분이기도 합니다. M1의 또 다른 장점은 애플 생태계의 통합입니다. 현재 애플 기기의 대부분은 자체 ARM 프로세서와 iOS 기반의 OS에서 돌아가고 있습니다. 맥만 x86 기반인데, 이것까지 자체 프로세서로 통합하면 애플 생태계의 마지막 퍼즐을 완성하는 셈입니다. 개발자들이 모든 애플 기기에서 돌아갈 수 있는 어플리케이션을 만들기 쉬워지고 프로세서 역시 애플 운영체제와 자주 쓰는 어플리케이션에 최적화해 성능을 최대한 활용할 수 있게 됩니다. 여러 하드웨어와 OS에서 돌아가야 하는 x86 프로세서에서는 누릴 수 없는 이점입니다. 애플은 앞으로 2년간 하나씩 맥 제품군 전체를 ARM 기반 자체 프로세서로 변경할 계획입니다. 따라서 맥 프로 같은 고성능 PC를 위한 자체 프로세서 역시 준비 중일 것입니다. 어쩌면 아마존처럼 서버용으로 쓸 수 있는 고성능 ARM 프로세서를 선보일지도 모릅니다. 이렇게 ARM 기반 자체 프로세서를 사용하면 클라우드와 다른 인터넷 서비스까지 애플 맞춤형 하드웨어가 가능하고 비용도 절감할 수 있다는 장점이 있습니다. 인텔 미세공정에 의존할 필요 없이 TSMC든 삼성이든 최신 미세공정을 입맛 대로 고를 수 있다는 것도 큰 장점입니다. 그런데 앞으로 애플의 사업 모델을 따라 하는 기업이 늘어나게 되면 인텔 입장에서는 큰 부담이 아닐 수 없습니다. 애플이 행보와 함께 고객을 잃게 된 인텔의 대응에도 눈길이 가는 이유입니다. 결국 인텔이 이 위기를 극복하려면 더 고성능 프로세서를 개발할 수밖에 없습니다. 몇 년 후 인텔이 ARM 경쟁자를 따돌릴 수 있는 신제품을 들고나올지 아니면 시장에서 입지가 축소될지도 궁금해집니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com