트레일링 엣지 반도체 제조가 왜 중요한지 이해하고 싶으신가요? 대만의 TSMC, 미국의 Intel, 한국의 Samsung과 같은 선도 기업이 만드는 가장 강력한 칩에 대해 들어보셨을 것입니다. 하지만 중국이 현재 트레일링 엣지 반도체 시장을 장악하고 있다는 사실을 알고 계셨나요? 이것이 반도체 산업의 공급망 문제, 트레일링 엣지 칩의 높은 수요 이유, 그리고 업계가 이러한 문제를 해결하기 위해 할 수 있는 일에 대해 알아보겠습니다.
반도체 공급망 문제
반도체 분야에서 일하지 않는 사람들조차 지난 2년간의 칩 부족 현상을 알고 있습니다. 이 공급망 문제는 마이크로칩을 사용하는 거의 모든 유형의 소비자 전자 기기 생산에 영향을 미쳤습니다. 이는 부족한 더 강력한 칩을 사용하는 비디오 게임 콘솔과 그래픽 처리 장치(GPU)의 희소성에서 가장 두드러집니다. 다른 칩 수요는 자동차 산업에 영향을 미쳐 2021년에 이 문제로 인해 2,000억 달러 이상의 손실을 입었습니다.
COVID-19 팬데믹은 칩 제조가 이루어지는 반도체 팹이 건강상의 이유로 폐쇄되어 생산 지연을 초래하면서 이 문제에 일조했습니다. 더 많은 사람들이 봉쇄 상태에 있으면서 모두가 집에서 엔터테인먼트를 소비함에 따라 소비자 전자제품, 통신 인프라 및 고급 서버에 대한 수요가 증가했습니다. Nvidia와 같은 회사의 GPU 가격은 급등했으며, 차량 제조사는 그렇지 않았을 경우보다 700만 대 이상의 자동차를 생산하지 못했고, 매장에서 Playstation 5나 최신 Xbox 게임 콘솔을 찾는 것은 여전히 매우 어렵습니다.
칩의 공급망 문제는 주로 팬데믹으로 인해 시작되었지만, 많은 국가에서 건강 제한을 완화했음에도 상황이 크게 개선되지 않았습니다. 상황은 더 복잡하며, COVID-19이 유일한 원인은 아니지만 일반적으로 모든 관심을 받습니다. 자세히 살펴보면 칩 부족이 다른 문제로 인한 것임이 분명해집니다. 여기서 논의는 선단(leading-edge) 및 트레일링 엣지(trailing-edge) 제조 공정과 이를 운영하는 대형 팹으로 전환됩니다.
반도체 제조의 트레일링 엣지란?
선단(leading-edge) 반도체는 대부분의 사람들이 고급 컴퓨팅 장치용으로 제작된 칩을 생각할 때 떠올리는 것입니다. 소셜 미디어, 인공 지능 애플리케이션, 프리미엄 스마트폰의 최신 칩을 위한 모든 처리 능력을 담당하는 클라우드 컴퓨팅 서버를 이야기할 때, 이를 가능하게 하는 것은 선단 마이크로프로세서입니다.
그러나 대부분의 현대 디지털 기기는 선단 기술만으로 작동하지 않습니다. 무역 박람회와 제품 발표회에서 발표되는 화려한 최첨단 프로세서 외에도, 소비자 기기의 덜 정교한 작동을 처리하는 하위 레벨 프로세서가 적어도 몇 개 있습니다. 이러한 칩을 ‘레거시 노드’라고 하며, 스마트폰 디스플레이 구동부터 휴대폰과 모바일 타워 간의 무선 통신 처리까지 모든 것에 사용됩니다. 사람들이 반도체 제조의 트레일링 엣지를 언급할 때는 이러한 레거시 노드의 생산과 이를 계속 제조하는 팹을 말합니다.
트레일링 엣지와 선단 노드 비교
대만의 TSMC, 한국의 Samsung, 미국의 Intel과 같은 선단 제조의 대부분 대형 팹은 현재 7nm 및 5nm 규모로 개발된 칩에 집중하고 있습니다. 미국 기반의 Global Foundries와 같은 회사를 제외하고, 350nm에서 90nm 규모로 제조하는 대부분의 팹은 중국에 위치해 있으며 현재 이 시장의 대부분을 장악하고 있습니다.
반도체 산업에서 트레일링 엣지 제조가 중요한 이유
트레일링 엣지에서의 칩 제조는 다음과 같은 이유로 여전히 중요합니다.
레거시 칩에 대한 막대한 수요
선단이 소비자 기기에서 가장 프리미엄 응용 프로그램을 구동하는 반면, 트레일링 엣지의 주류 프로세서는 기본 기능에 여전히 필요합니다. 이 외에도 의료 모니터링 장비, IoT(사물 인터넷) 반도체 칩, 자동차에 사용되는 컴퓨터 장치 등 이 칩으로 작동하는 다른 응용 분야가 있습니다. Global Foundries와 중국의 다른 기업들이 최대 용량으로 제조하고 있음에도 불구하고 이는 급증하는 수요를 충족시킬 것으로 예상되지 않습니다.
90nm가 아닌 7nm의 선단 제조 노드
최신 칩은 고급 제조 공정, 칩 설계 소프트웨어, 숙련된 인력 및 제조를 위한 연구 개발에 대한 상당한 투자를 포함한 더 정교한 기술이 필요합니다. 대만과 실리콘 밸리의 대부분 대형 팹이 7nm 및 더 작은 제조 노드에 노력을 집중함에 따라 더 큰 노드를 생산하는 레거시 공정에서 멀어졌습니다. 따라서 그들의 시설 대부분은 더 이상 트레일링 엣지의 하위 레벨 프로세서 제조에 적합하지 않습니다.
지정학적 문제 및 중국에 대한 수출 제한
중국이 트레일링 엣지 칩의 대부분을 장악함에 따라 미국과 그 동맹국에서는 항상 국가 안보에 대한 우려가 있었습니다. 또한 중국 정부가 팹을 국유화하여 공급 대상 국가를 제한할 가능성도 있습니다. 문제를 복잡하게 만드는 것은 반도체 제조 기술에 대해 미국이 중국에 부과한 최근 수출 금지입니다.
인공 지능 응용 분야에 사용되는 첨단 칩의 판매를 제한하는 것 외에도, 미국은 중국 팹에 미국산 칩 제조 장비와 설계 소프트웨어를 제공하는 기업에 대해 단속을 강화했습니다. 또한 미국 시민이 중국 팹에서 일하는 데에도 제한이 있습니다. 많은 설계 및 제조 소프트웨어 도구가 미국에서 만들어지기 때문에 이는 미국 외의 외국 기업에도 영향을 미칠 것입니다.
이러한 수출 제한의 전체 영향은 아직 불분명하지만, 미래에 추가적인 공급망 중단을 초래할 수 있습니다. 자세한 내용은 미중 칩 무역 전쟁이 글로벌 반도체 산업에 미치는 영향을 참조하십시오.
칩의 트레일링 엣지 제조의 미래
이러한 다양한 공급망 문제를 해결하기 위한 노력이 진행 중입니다. 바이든 미국 대통령은 국내 생산 능력을 강화하기 위한 행정 명령에 서명했으며, 기업들이 국내에 팹을 열도록 장려하기 위해 390억 달러의 세액 공제를 할당했습니다. GlobalFoundries는 레거시 칩 공급에 여전히 전념하고 있으며, TSMC와 같은 업계 선도 제조사는 그 어느 때보다 많은 자원을 할당하여 생산 능력을 늘리고 있습니다.
공급망 문제가 1년 더 해결되지 않을 수도 있지만, 안정되면 컴퓨팅 장치와 이를 구동하는 칩에 대한 수요는 더욱 증가할 수 있습니다. 분명한 것은 반도체 소자에 있어 트레일링 엣지 제조가 선단 제조만큼 중요하다는 것입니다. 반도체, 제조 기술 및 장비에 대한 자세한 내용은 Inquivix Technologies를 확인하십시오!
FAQ
반도체 산업의 가장 큰 과제는 무엇인가요?
반도체 분야는 재료 관리, 재활용 및 공정 개선 문제를 포함한 다양한 내부 장애물과 씨름하고 있습니다. 또한 자원 및 상업 가용성과 관련된 지정학적 관계와 같은 증가하는 외부 문제에 직면해 있습니다. 이러한 어려움에도 불구하고 반도체 시장의 전반적인 성장은 견고하고 빠르게 유지되고 있습니다.
반도체 제조에서 노드란 무엇인가요?
노드는 일반적으로 나노미터로 측정되는 반도체 부품의 크기를 나타냅니다. 오늘날 제조되는 가장 진보된 노드는 10nm 미만입니다.
레거시 노드란 무엇인가요?
레거시 노드는 기술의 최첨단에 있지 않지만 오늘날 많은 컴퓨팅 장치와 소비자 전자제품에서 하위 레벨 기능에 사용되는 구형 마이크로프로세서입니다.