올해 노트북 시장에는 또 한 차례 큰 변화가 예정되어 있습니다. 바로 노트북 시장에서 AMD의 라이젠 6000 시리즈와 인텔 코어 12세대 프로세서가 같이 링 위로 올라갈 예정이기 때문입니다. 매년 경쟁이 치열하긴 했지만, 올해에는 특히 성능을 대폭 높여 노트북 시장에서 주도권을 잡겠다는 의지가 강력합니다. 물론 노트북 시장은 전통적인 인텔 우위 분야이기 때문에 AMD가 챔피언인 인텔의 몫을 차지하기 위해 도전하고 인텔은 점유율을 지키기 위해 방어하는 입장입니다.  우선 도전자인 라이젠 6000 시리즈 (코드명 렘브란트)를 살펴보면 최신 미세 공정을 적용하고도 덩치가 커진 먼저 눈에 띕니다. 라이젠 6000은 7nm 공정으로 제조된 라이젠 4000/5000 시리즈와 달리 더 최신 미세 공정인 6nm 공정으로 제조됐습니다. 만약 다른 변화 없이 미세 공정만 업그레이드했다면 칩의 크기가 작아져야 하지만, 오히려 더 커져서 경쟁자인 인텔 12세대 코어 프로세서 (엘더 레이크)와 비슷한 208㎟에 달합니다. 코어 숫자를 늘린 인텔과 달리 코어 숫자도 8개 그대로이고 아키텍처도 Zen 3를 개량한 Zen 3+인데 이렇게 커진 이유는 내장 그래픽 성능을 대폭 높였기 때문입니다. AMD는 라이젠 6000의 내장 그래픽에 최신 아키텍처인 RDNA2를 적용했습니다. 전 세대 제품과 비교하면 연산 부분과 메모리 대역폭이 1.5배 커지고 L2 캐시 메모리는 2배 늘어났습니다. 그래픽 코어 숫자도 8개에서 12개까지 늘어났고 하드웨어 레이 트레이싱과 이미지 품질을 높이는 피델리티 FX (Fidelity FX) 기능을 지원해 속도뿐 아니라 사용자가 체감하는 그래픽 품질을 개선했습니다. 라이젠 6000은 5000 시리즈 대비 게임 성능이 2배나 높아져 턱밑까지 추격했던 인텔 내장 그래픽을 여유 있게 따돌릴 수 있을 뿐 아니라 보급형 노트북 그래픽 카드인 엔비디아 지포스 MX 450를 앞서는 성능을 자랑합니다.  이런 성능 향상이 가능한 배경에는 DDR5/LPDDR5 메모리가 있습니다. 내장 그래픽의 성능이 독립 그래픽 카드보다 느릴 수밖에 없는 중요한 이유 중 하나는 메모리 병목 현상입니다. CPU와 시스템 메모리를 함께 쓰다 보니 GPU가 아무리 성능이 좋아도 느린 메모리 때문에 제 성능이 나오지 않는 것입니다. 라이젠 6000은 DDR4보다 더 빠른 DDR5 및 LPDDR5 메모리를 적용해 이전보다 더 강력한 GPU를 감당할 수 있습니다.   물론 DDR5/LPDDR5 적용이 가능한 점은 인텔 12세대 코어 프로세서도 마찬가지입니다. 다만 아직 DDR5 메모리가 비싼 만큼 인텔은 DDR4/LPDDR4x처럼 다소 저렴한 메모리도 선택할 수 있게 옵션을 만들었습니다. 인텔 12세대 코어 프로세서의 경우 내장 GPU의 성능 향상 폭은 상대적으로 적을 것으로 예상되기 때문에 DDR4 메모리를 적용해도 내장 그래픽의 성능 제약은 덜할 가능성이 큽니다. 최대 96개의 EU (실행 유닛)을 사용한 Iris Xe 그래픽은 12.2세대로 타이거 레이크 (11세대)에 탑재된 12세대 그래픽을 약간 개량한 수준입니다.  대신 인텔은 CPU에 힘을 줬습니다. 새로 개발한 골든 코브 고성능 코어(P)와 그레이스몬트 고효율 코어(E)의 조합은 사실 데스크톱이 아니라 배터리 사용 시간이 중요한 노트북과 태블릿에서 진가를 발휘할 수 있습니다. 12세대 코어 프로세서가 라이젠과 진검 승부를 벌일 장소로 노트북 시장이 지목되는 이유입니다.   AMD의 라이젠 모바일 CPU는 모두 데스크톱에 사용된 Zen 시리즈 코어를 클럭만 낮춰 사용한 것으로 본래 저전력 환경을 염두에 두고 만든 것은 아닙니다. 반면 인텔의 그레이스몬트 고효율 코어는 처음부터 저전력 환경에 초점을 맞춰 개발된 것이기 때문에 태블릿이나 얇고 가벼운 노트북에 더 유리할 것으로 예상되고 있습니다. AMD의 U 시리즈 프로세서는 6nm 공정이기는 하나 거대해진 그래픽 부분을 생각하면 발열 면에서는 오히려 더 불리할 수 있습니다. 2배 강해진 게임 성능에도 노트북 시장에서 결과를 장담하기 어려운 이유입니다. 참고로 인텔 모바일 CPU 중 고성능 노트북 프로세서인 H 시리즈는 최대 6개의 고성능 코어와 8개의 고효율 코어를 탑재해 처음으로 14코어 노트북 프로세서가 될 예정입니다. 코어 숫자를 생각할 때 노트북 CPU 연산 능력은 매우 강력할 것으로 예상됩니다. 중간 성능을 담당하는 P 시리즈는 고성능 코어 6개에 고효율 코어 8개로 숫자는 동일하나 동작 클럭을 낮춰 전력과 발열을 낮췄습니다. 얇은 노트북이나 태블릿에 탑재되는 U 시리즈는 고성능 코어 숫자를 2개로 줄이고 대신 고효율 코어 8개를 넣어 기본 전력 (Base power, 과거 TDP로 불리던 개념)을 9/15W까지 줄였습니다. 과거 AMD의 노트북 시장 점유율은 미미했으나 2019년 1분기에는 10%를 넘어서고 2021년 4분기에는 25%에 육박한 것으로 알려져 있습니다. 라이젠 6000이 이 기세를 끌고 나가 30% 이상 점유율을 가져올지 아니면 인텔이 고효율 코어를 적용한 12세대 코어 프로세서를 대거 투입해 더 이상의 점유율 추락을 막고 챔피언 자리를 지키게 될지 올해 말 결과가 궁금해집니다.

서울시립대학교는 최근 본교 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 건국대학교 김봉기 교수 연구팀과 전도성 공액 고분자의 전기변색 특성에 대해 규명하고, 이를 바탕으로 고성능 전기변색 시스템 구현에 성공했다고 7일 밝혔다. 문홍철 교수는 “해당 성과는 각 연구진이 보유한 전문 기술의 융합 및 그 시너지 효과가 잘 나타난 결과”라며 “소재를 합리적으로 설계해 기존 보고된 전도성 고분자 기반 전기변색 시스템들에 비해 고효율, 고안정성을 달성할 수 있었다”고 말했다. 이어 “이는 안정적으로 저전력 구동이 가능한 투명 디스플레이 플랫폼의 핵심 기술이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단 소재융합혁신기술개발사업 및 산업통상자원부 ICT 융합섬유 제조과정 전문인력양성 사업 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 온라인 출판됐다.

심리적 진입 장벽이 높은 병원 방문 없이 인공지능(AI) 플랫폼으로 치매를 조기 진단·예방하고, 육고기를 해조류로 대체해 범지구적 환경과 식량 문제를 해결하는 시대. 아직은 먼 미래의 일처럼 느껴지지만, 삼성전자가 청년 창업가들의 꿈을 현실화하기 위해 육성하고 있는 미래 성장산업 분야가 10일 공개됐다.삼성전자는 이날 오전 서울 서초구 서울R&D캠퍼스에서 청년 스타트업을 지원하는 프로그램 ‘C랩’의 성과를 알리고 구체적인 사업 협력 방안을 모색하는 ‘C랩 스타트업 데모데이’를 개최했다. 이번 행사에서는 삼성전자가 지난 1년간 지원한 스타트업 21곳의 성과 발표와 함께 2022년 새롭게 지원할 20개 신규 스타트업도 공개됐다. ‘C랩’은 삼성전자가 창의적 조직문화를 확산하기 위해 2012년 12월 도입한 프로그램으로, 크게 사내벤처를 육성하는 ‘C랩 인사이드’와 외부 스타트업을 지원하는 ‘C랩 아웃사이드’로 운영된다. 이 가운데 C랩 아웃사이드에 선정된 스타트업은 ▲최대 1억원 사업금 ▲업무공간 및 직원 식사 제공 ▲성장 단계별 맞춤형 컨설팅 ▲기술 지원 ▲국내외 판로 개척 등 사업 아디이어의 상용화를 위한 다양한 지원을 받는다. 올해에는 치매진단, 인공지능(AI), 메타버스, 배양육, 광통신, 전기차 등 미래 기술·서비스를 개발하는 스타트업이 큰 성장을 이뤘다. 노화 과정에서 겪는 다양한 정신건강 문제를 AI 기술로 해결하기 위해 비대면 인지건강 플랫폼 ‘실비아’를 개발하는 ‘실비아헬스’의 고명진 대표는 창업 4개월 만인 지난해 11월 C랩 아웃사이드에 지원해 선정됐다. 실비아헬스는 삼성의 지원을 받으며 직원 수를 5명에서 20명으로 늘리고, 올해 8월에는 광주광역시 서구와 AI 기반 치매 예방 프로그램 구축을 위한 업무협약을 맺었다. 해조류를 기반으로 배양육을 개발해 환경·식량 문제 해결을 추구하는 ‘씨위드’는 올해에만 70억원의 투자를 유치했다. 씨위드의 기업가치는 C랩 지원 전과 비교해 6배 이상 성장한 것으로 평가된다.이 밖에 저전력의 엣지 디바이스용 AI 반도체를 개발하는 ‘딥엑스’는 올해 투자금 211억원을 유치했다. 이미지 레이더 솔루션 개발사 ‘비트센싱’과 모바일 상품권 발행 플랫폼을 운영하는 ‘플랫포스’는 중소벤처기업부가 스타트업을 육성하는 사업인 ‘아기유니콘’에 선정되기도 했다. 최윤호 삼성전자 경영지원실장(사장)은 “C랩 스타트업들이 세상의 변화를 성장의 모멘텀으로 삼아 대한민국을 대표하는 세계적인 유니콘으로 성장하길 바란다”며 “실력과 열정을 겸비한 창업가들을 계속 발굴하고 성공적으로 성장할 수 있도록 최대한 지원하겠다”고 밝혔다.

CPU 업계 부동의 1위였던 인텔은 2000년대 중반 코어 프로세서로 경쟁자인 AMD를 따돌린 후 2010년대 중반 이후부터 지지부진한 모습을 보였습니다. 삼성전자와 TSMC 같은 경쟁자를 앞서 있다고 호언장담했던 10nm 공정은 결국 2020년대 와서야 본격적으로 양산에 들어갔습니다. 하지만 그러는 사이 AMD는 젠 (Zen) 아키텍처를 적용한 신제품을 내놓으면서 인텔을 턱밑까지 추격했습니다. 라이젠 5000대에서는 게임 성능에서도 우위를 잃으면서 업계 1위의 위치가 흔들렸습니다. 점유율은 여전히 앞섰지만, 성능에서 앞서지 못했기 때문에 점유율을 계속 잃으면서 흔들린 것입니다.  지난 몇 년간 부진의 늪에서 벗어나지 못했던 인텔은 절치부심 구원 투수가 될 새로운 CPU를 개발했고 이제 그 모습을 공개했습니다. 현지 시각으로 11월 4일 공개된 12세대 코어 프로세서 (앨더 레이크, Alder lake)는 오랜 준비한 만큼 확실한 성과를 보여줬습니다. 초기 벤치마크와 리뷰 결과는 인텔이 왕좌를 다시 찾았다는 것을 보여줬습니다. 위기에서 벗어나기 위해 변화가 필요했던 인텔이 앨더 레이크에서 해답을 들고나온 것입니다. 구체적으로 무엇이 달라졌는지 간단히 살펴보겠습니다.인텔 7  인텔에게 엘더 레이크는 상당히 큰 의미가 있는 회심의 일격입니다. 5세대부터 11세대까지 6년을 사용한 14nm 공정에 종지부를 찍고 인텔의 최신 미세공정인 인텔 7 (과거 10nm ESF)을 사용한 첫 번째 데스크톱 CPU이기 때문입니다. 아키텍처는 이미 전 세대인 11세대 코어 프로세서 (로켓 레이크)에서 갈아탔지만, 한 번 더 개선해 성능을 더 높였습니다. 전력 소모량이나 발열이 많아 다소 아쉬운 부분도 있지만, 게임 성능을 포함한 여러 가지 성능이 모두 높아져 경쟁자인 라이젠 5000 시리즈를 능가하고 있습니다.  이렇게 성능이 개선된 것은 고성능 코어 (P core, P는 Performance) 8개와 고효율 코어 8개 (E core, E는 Efficiency)를 사용해 성능 극대화를 꾀했기 때문입니다. 전작인 로켓 레이크가 미세 공정의 한계로 인해 8코어까지만 제조가 가능했다면 인텔 7 공정을 이용한 앨더 레이크는 여유 있게 16코어를 탑재할 뿐 아니라 32개의 연산 유닛 (EU)을 지닌 GPU와 기타 여러 가지 부분을 탑재하고도 다이 (die) 사이즈를 209㎟로 줄이는 데 성공했습니다. 8코어 로켓 레이크가 276㎟나 되는 다이를 지녔던 것과 비교하면 상당히 크기를 줄인 것입니다.  성능이 높은 프로세서라는 이야기는 사실 더 복잡하고 큰 프로세서라는 이야기입니다. 따라서 더 작게 만들 수 있는 미세공정 없이는 성능을 높이는 데 한계가 있습니다. 인텔은 앨더 레이크에서 아키텍처는 물론 미세공정도 개선할 수 있음을 보여줬습니다. 다만 이 점은 경쟁자인 AMD도 마찬가지여서 인텔 4를 적용할 14세대 (메테오 레이크)와 5nm 공정을 적용할 Zen 4 이후 제품과의 불꽃 튀는 경쟁이 예상됩니다.  하이브리드 아키텍처  앨더 레이크가 과거 인텔 CPU와 가장 다른 점은 바로 고성능 - 고효율 코어의 하이브리드 구조라는 점입니다. 높은 성능을 낼 수 있지만 전력 소모량이 많은 고성능 코어와 성능은 낮지만 전력 효율이 높은 고효율 코어를 상황에 따라 교대로 사용하는 것은 모바일 AP에선 흔한 일입니다. 하지만 배터리 수명을 신경 쓸 필요가 없는 데스크톱 CPU 제품에선 굳이 필요하지 않은 기능이라 지금까지 적용한 제품이 없었습니다.  따라서 앨더 레이크가 데스크톱 CPU에서도 하이브리드 아키텍처를 도입한다고 했을 때 상당히 의아하다는 반응이 대세였습니다. 더구나 이런 식으로 16코어를 구성할 경우 32스레드가 아닌 24스레드(16 x 2+ 8)가 되는 점도 약점입니다. 그러나 벤치마크 결과를 보면 앨더 레이크 i9-12900KF의 멀티 스레드 성능은 라이젠 9 5950X를 넘어서고 있습니다. 단점은 전력 소모도 경쟁자를 넘어선다는 점입니다.  전기를 많이 먹어도 일단은 24스레드로 경쟁자의 32스레드를 앞서는 결과를 보여주니 하이브리드 구조의 성능에 대한 의구심은 풀리는 것 같습니다. 남은 의문은 노트북 제품군에서 하이브리드 구조의 효율성입니다. 하이브리드 아키텍처의 진가는 결국 배터리 사용 시간의 제약이 심한 노트북에서 발휘될 것입니다. 데스크톱 버전부터 공개했지만, 사실 앨더 레이크의 진짜 무대는 높은 성능과 긴 배터리 사용 시간의 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 노트북 시장일지도 모릅니다.  DDR4 vs DDR5, 그리고 윈도우 10 vs 윈도우 11  앨더 레이크는 DDR4 3200과 DDR5 4800을 지원합니다. 하지만 동시에 두 가지 타입의 메모리를 사용할 순 없고 둘 중 하나만 선택해야 합니다. 메모리 속도는 당연히 DDR5가 빠르지만, 아직 DDR5 도입 초기라 가격이 비싸다는 것이 흠입니다. 그런 만큼 앨더 레이크에서 주목을 끌었던 부분 중 하나는 DDR5와 DDR4의 성능 차이입니다.  결론적으로 말하면 게임에서는 차이가 별로 없지만, 일부 작업에서는 의미 있는 차이를 보여줍니다. 게임은 아직 DDR5 메모리에 최적화되어 있지 않은 상태이고 사실 메모리보다 GPU의 영향을 더 많이 받기 때문에 현재는 차이가 별로 없는 것으로 보입니다. 따라서 주로 어떤 작업을 할지를 생각하고 메모리 종류를 선택해야 할 것으로 보입니다. 또 다른 궁금증은 윈도우 10과 윈도우 11의 성능 차이입니다. 일반적으로 운영체제 업그레이드는 CPU에 더 많은 부하를 주기 때문에 속도가 느려지는 경우가 많지만, 윈도우 11의 경우에는 인텔 스레드 디렉터 (Thread Director) 기능에 최적화되어 있어 하이브리드 아키텍처를 제대로 지원할 수 있습니다. 윈도우 11과 앨더 레이크의 출시 시점이 묘하게 겹치는 점을 생각하면 사전에 인텔과 마이크로소프트의 긴밀한 협조가 있었음을 짐작하게 하는 대목입니다.  하지만 아직은 하이브리드 아키텍처를 활용하는 프로그램 자체가 적은 편이라 윈도우 11의 성능상 이점은 크지 않습니다. 다만 이 부분 역시 저전력 코어가 할 일이 많은 노트북 환경에서는 달라질 수 있습니다.  결론적으로 말하면 앨더 레이크는 인텔이 아직 시장을 주도할 기술력을 지닌 회사라는 점을 다시 한번 입증해 보인 제품이라고 할 수 있습니다. 전력 소모나 발열은 다소 아쉽고 제 성능을 끌어낼 수 있는 DDR5나 DDR5 지원 메인보드 모두 비싸다는 점이 흠이지만, AMD의 정신이 번쩍 들게 만들 제품이라는 점은 확실합니다.  앞으로 한동안 CPU 시장은 새로운 아키텍처와 미세공정을 들고나온 인텔과 내년에 들고나올 AMD 간의 치열한 경쟁이 예상됩니다. 결과적으로 최종 승자는 선택의 폭이 넓어진 소비자가 될 것입니다. 

애플은 2010년 아이폰4에 탑재한 A4 SoC부터 프로세서를 스스로 디자인하고 외부에 위탁 생산해 왔습니다. 애플 실리콘(Apple Silicon)이라고 불리는 애플 자체 디자인 프로세서는 아이폰/아이패드를 위한 A 시리즈부터 애플워치를 위한 S 시리즈나 에어팟을 위한 H 시리즈, 블루투스와 와이파이를 위한 W 시리즈 등 상당히 다양한 제품들이 존재합니다. 이들 역시 iOS나 맥OS, 앱스토어처럼 애플 생태계의 중요한 부분이라고 할 수 있습니다. 하지만 이 생태계에는 자체 노트북 및 데스크톱 프로세서가 빠져 있었습니다. 애플은 하드웨어 생태계의 남은 빈칸을 채우기 위해 M 시리즈를 개발했습니다. 애플은 우선 맥북 에어, 아이맥, 맥 미니, 아이패드 프로를 위한 M1 프로세서를 먼저 선보였습니다. M1 프로세서는 160억 개의 트랜지스터를 집적해 비교 대상인 인텔의 CPU보다 더 복잡했지만, TSMC의 5nm 공정으로 제조한 덕분에 크기와 전력 소모를 크게 줄이고 성능은 앞설 수 있었습니다. 기대를 뛰어넘는 M1의 성능에 사람들의 관심은 애플의 차기작에 쏠렸습니다. 그리고 마침내 M1 프로와 M1 맥스가 공개됐습니다. M1 프로는 M1과 마찬가지로 TSMC의 5nm 공정으로 제조되었으나 M1의 두 배에 달하는 337억 개의 트랜지스터를 집적했습니다. 덕분에 10 코어 CPU와 16코어 GPU, 16코어 NPU를 하나의 다이 안에 모두 넣을 수 있습니다. GPU만 있는 경우이지만, 엔비디아의 지포스 RTX 3060(GA106)이 133억 개의 트랜지스터를 집적한 것과 비교하면 M1 프로가 얼마나 큰 프로세서인지 알 수 있습니다. 그런데 사실 M1 프로의 GPU 연상능력은 데스크톱 버전의 RTX 3060의 절반 수준인 5.2 TFOLPS에 불과합니다. 하지만 놀라운 기술적 성취인 이유는 칩 전체 전력 소모가 30W 수준이라 맥북 프로에 탑재해도 긴 배터리 사용 시간을 보장하기 때문입니다. 애플 A 시리즈에서 갈고 닦은 저전력 기술이 M1에서 빛을 발했다고 할 수 있습니다. 현재 같은 수준의 전력을 소모하는 프로세서 가운데 그래픽 성능으로 M1과 경쟁할 수 있는 노트북 프로세서는 존재하지 않습니다. 노트북에 별도 그래픽 카드를 탑재하는 순간 이미 전력 소모는 M1 프로를 몇 배 뛰어넘게 됩니다. CPU가 소모하는 전력까지 생각하면 맥북 프로처럼 가볍고 배터리가 오래가는 노트북은 불가능합니다. 그런데 프로세서가 제 성능을 발휘하기 위해서는 메모리도 중요합니다. M1은 LPDDR4x(4266MT/s) 메모리를 사용했지만, M1 프로는 LPDDR5 메모리를 사용해 대역폭을 200GB/s로 높였습니다. 메모리의 정확한 속도는 공개하지 않았지만 256bit LPDDR5 (128bit x2) 메모리를 사용하는 만큼 LPDDR5-6400일 가능성이 높습니다. 한 가지 독특한 점은 두 개의 16GB LPDDR5 메모리 블록이 바로 옆에 붙어 있다는 것입니다. 이는 애플이 M1에서 선보인 통합 메모리(unified memory) 구조로 메모리를 아예 패키지 내부에 탑재해 메모리까지 접근하는 시간을 극단적으로 줄인 것입니다. 그래픽 카드처럼 별도의 GDDR 메모리를 사용하지 않아도 높은 그래픽 성능을 지닐 수 있는 비결 중 하나입니다. 물론 메모리 확장이 불가능하다는 단점이 있으나 32GB나 되는 용량을 생각하면 확장이 필요한 경우는 드물 것입니다. 여기에 CPU + GPU + 칩셋 + 메모리의 크기를 극단적으로 줄여 노트북의 무게와 부피를 줄일 수 있습니다. 다만 200GB/s의 대역폭은 CPU에게는 충분해도 GPU에게는 부족할 수 있습니다. 앞서 예를 든 RTX 3060의 경우 GPU가 360GB/s의 대역폭을 지닌 GDDR6 메모리 8-12GB를 단독으로 사용할 수 있습니다. 그런데 M1 프로는 200GB/s의 대역폭을 CPU와 나눠야 하죠. 사실 CPU와 통합된 내장 그래픽이 제힘을 내기 힘든 이유가 바로 메모리 병목 현상입니다. 그러나 애플은 통합 메모리 구조와 M1 프로 칩 내부에 탑재된 두 개의 거대한 SLC 메모리 블록을 통해 이 문제를 극복한 것으로 보입니다.M1 맥스는 M1 프로의 확장형으로 GPU와 메모리 컨트롤러, 그리고 SLC 블록을 모두 두 배로 늘린 대신 트랜지스터 숫자가 570억 개로 늘어났습니다. 덕분에 GPU 연산 능력도 10.4 TFLOPS로 높아졌고 메모리 대역폭 역시 400GB/s로 늘어났습니다. 메모리 역시 두 배인 64GB를 사용합니다. 하지만 기존의 고성능 GPU보다 100W나 낮은 전력을 소모하면서 같은 성능을 낼 수 있습니다. 비교적 가볍고 배터리도 오래 가는 노트북에서 이런 성능을 지닌 제품을 찾는다면 맥북 프로가 유일한 해답입니다. 이런 일이 가능한 이유는 경쟁자와 달리 5nm 미세공정을 이용해서 CPU와 GPU를 포함한 모든 부분을 하나의 칩에 넣은 SoC 구조를 지니기 때문입니다. 그리고 전력 소모가 적은 LPDDR5만 사용해 주로 DDR4 메모리를 사용하는 노트북 CPU와 전기를 많이 먹는 GDDR6 메모리를 탑재한 노트북 그래픽 카드에서는 불가능한 높은 에너지 효율을 달성했습니다. 물론 이렇게 최신 기술을 많이 사용하면 가격은 올라갑니다. 특히 TSMC 5nm 같은 최신 미세공정 웨이퍼 가격은 상당히 비싸다고 알려져 있습니다. M1 프로의 다이 크기는 246 ㎟로 M1의 두 배 수준이고 M1 맥스는 432㎟으로 5nm 공정 제품 가운데 가장 큰 편에 속합니다. 따라서 제조 단가가 비쌀 수밖에 없습니다. 다만 요즘 가격이 매우 비싼 외장 그래픽 카드 성능의 내장 그래픽을 지니고 있다는 점, 그리고 본래 맥북 프로가 고급형으로 비싸다는 점을 감안하면 큰 문제는 아닐 것으로 생각됩니다. 애플의 M1 시리즈는 애플의 표현대로 야수(beast)와 같은 성능을 지니고 있습니다. 그래픽 성능은 현존하는 x86 CPU의 내장 그래픽으로는 도저히 따라잡을 수 없는 수준이고 게임 콘솔에 탑재된 커스텀 SoC 정도가 성능을 겨뤄볼 수 있는 수준이지만, 전력 소모량이나 크기가 M1 프로와 맥스가 압도적으로 작아 비교 불가입니다. 개인적으로는 애플 M1 시리즈가 기존 프로세서 제조사들을 크게 자극하리라 생각합니다. 애플 실리콘을 탑재한 맥과 맥북이 많이 팔린다는 이야기는 이들의 입지가 좁아진다는 뜻이기 때문입니다. 애플의 야수에 대응하는 인텔, AMD, 엔비디아의 대항마들을 기대해 봅니다.

삼성전자는 업계 최초로 5나노(㎚·10억분의 1ｍ) EUV(극자외선) 공정을 적용한 웨어러블 기기용 프로세서 ‘엑시노스 W920’을 출시했다고 10일 밝혔다. 엑시노스 W920은 삼성전자의 세번째 5나노 공정 기반 엑시노스 프로세서다. 지난해 11월 5나노 공정을 중저가 모바일 프로세서 ‘엑시노스 1080’에 처음 도입한 것을 시작으로 5나노 제품 포트폴리오를 스마트폰에서 웨어러블까지 확대하게 됐다. 삼성전자는 신제품이 기존 제품 대비 CPU 성능을 약 20%, 그래픽 성능을 최대 10배 이상 향상시킬 수 있다고 밝혔다. 또 저전력 디스플레이용 프로세서를 추가로 탑재해 AOD(Always On Display) 모드에서 전력 소모를 최소화했다. 삼성전자는 스마트폰과 달리 크기 제약이 심한 웨어러블 기기의 특성에 맞춰 반도체 크기를 최소화할 수 있는 패키징 기술(FO-PLP)을 2018년부터 웨어러블 프로세서에 적용해왔다. 이번 신제품은 프로세서와 함께 PMIC, 모바일 D램, eMMC 메모리를 웨어러블 기기에 최적화된 초소형 패키지에 구현했다. 신제품은 차기 갤럭시 워치4 등에 탑재될 것으로 알려졌다.

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