'1조 트랜지스터 시대'…인텔 파운드리, 미래 공정 위한 혁신 기술 발표

인텔 파운드리는 전기전자공학자협회(IEEE)가 연 '국제전자소자학회(IEDM) 2024'에서 향후 10년간 반도체 산업을 발전시킬 새로운 혁신 기술을 공개했다.

9일 업계에 따르면, 인텔 파운드리는 '감극성 루테늄'을 활용해 칩 내 상호 연결을 개선하고 정전 용량을 최대 25%까지 향상시킬 수 있는 신소재 기술을 선보였다.
또한 초고속 칩 간(chip-to-chip) 어셈블리 공정을 가능하게 하는 고급 패키징을 위한 이기종 통합 솔루션을 활용해 처리량(쓰루풋)을 100배 향상시켰다고 발표했다.
이는 업계 최초다.
이와 함께 스케일링을 더욱 촉진하기 위해 실리콘 리본펫 금속 산화물 반도체(RibbonFET CMOS)와 스케일링된 2D 펫(FET)를 위한 게이트 산화물 모듈을 사용해 디바이스 성능을 개선하는 작업도 시연했다.

산제이 나타라잔 인텔 파운드리 기술 리서치 부문 총괄 수석 부사장은 "인텔 파운드리는 반도체 산업의 로드맵을 정의하고 구축하기위해 지속적으로 노력하고 있다"며 "최근의 혁신은 미국에서 개발된 최첨단 기술을 제공하고 미국 칩스법의 지원과 함께 균형 잡힌 글로벌 공급망을 구축하고 미국 내 제조 및 기술 리더십을 회복하려는 인텔의 노력과 위치를 강조한다"고 밝혔다.

인텔 파운드리가 이번에 선보인 신기술들은 '1조 트랜지스터 시대'에 맞춰 개발된 것이다.
최근 반도체 업계는 2030년까지 트랜지스터 1조개를 칩에 탑재하는 것을 목표로 하고 있다.
이에 따라 인텔 파운드리는 이번 발표에서 지속적인 트랜지스터 스케일링을 위한 CTA(call to action)도 공유했다.
초저전압(300밀리볼트 미만) 작동이 가능한 트랜지스터 개발이 증가하는 열 병목 현상을 해결하고 에너지 소비와 발열을 획기적으로 개선하는데 어떻게 기여하는지도 설명했다.

인텔 파운드리는 미래 노드를 위한 상호 연결 확장을 위해 구리 트랜지스터의 예상되는 한계를 해결하고 기존 어셈블리 기술을 개선, GAA 확장 및 그 이상을 위한 트랜지스터 로드맵을 지속적으로 정의하고 구체화하는 여러 대안들을 제시해오고 있다.
또 실리콘보다 더 높은 성능을 제공하고 더 높은 전압과 온도를 견딜 수 있는 전력 및 무선 주파수(RF) 전자 장비을 위한 새로운 기술인 업계 최초의 300밀리미터(mm) 질화 갈륨(GaN) 기술을 통해 연구를 지속적으로 발전시켰다.
이는 업계 최초의 고성능 스케일링된 강화-모드 GaN MOSHEMT(금속 산화물 반도체 고전자 이동도 트랜지스터)로, 300밀리미터(mm) GaN-on-TRSOI(“trap-rich” silicon-on-insulator) 기판에서 제작됐다.
GaN-on-TRSOI와 같은 첨단 엔지니어링 기판은 신호 손실을 줄이고 신호 선형성을 개선하며 백사이드 기판 처리를 통해 첨단 통합 체계를 구현함으로써 RF 및 전력 전자 장비와 같은 애플리케이션에서 더 나은 성능을 발휘할 수 있다.