GAA 트랜지스터와 백사이드 전력 공급 기술은 혁신적인 효과를 보이는 듯하다.
인텔은 다가오는 VLSI Symposium 2025에서 자사 18A 제조 기술(1.8nm급)이 기존의 Intel 3 공정 대비 가지는 장점을 상세히 다루는 자료(PDF)를 공개할 예정입니다. 예상대로, 이 새로운 생산 노드는 전력(Power), 성능(Performance), 면적(Area) (PPA) 지표 전반에 걸쳐 상당한 이점을 제공함으로써, 고객사 제품과 데이터 센터 제품 모두에 실질적인 이점을 제공할 것으로 기대됩니다.
인텔에 따르면, 18A 공정은 표준 Arm 코어 서브 블록을 기준으로, 동일한 블록을 Intel 3 공정으로 구현했을 때와 비교하여, 동일 전압(1.1V) 및 복잡성 수준에서 25% 향상된 성능과, 동일 주파수 및 1.1V 전압 조건에서 36% 낮은 전력을 제공한다고 주장합니다. 전압을 더 낮춘 0.75V 조건에서는 인텔 18A가 18% 높은 성능과 38% 낮은 전력을 보여줍니다. 아울러, 18A는 Intel 3 대비 꾸준히 0.72X의 면적 축소율(Area Scaling)을 달성했습니다.
인텔의 18A 제조 기술은 게이트-올-어라운드(GAA) 리본FET 트랜지스터와 PowerVia 백사이드 전력 공급 네트워크(BSPDN)를 핵심적으로 활용하는 인텔 최초의 노드이며, 이 두 기능이 주요 PPA 성능 향상을 가능하게 합니다.
한편, 인텔 CEO는 외부 고객들에게 선보일 18A 노드가 18A-P 관련 '높은 관심(inbound interest)'를 받고 있음을 언급했습니다.
표준 셀 레이아웃 비교 분석은 High-Performance(HP) 및 High-Density(HD) 라이브러리 모두에서 Intel 18A가 Intel 3 대비 달성한 상당한 물리적 스케일링을 보여줍니다. 구체적으로 인텔 18A는 HP 라이브러리에서 셀 높이를 240CH에서 180CH로, HD 라이브러리에서 210CH에서 160CH로 줄였으며, 이는 수직 치수에서 약 25% 감소에 해당합니다. 이처럼 조밀해진 셀 구조는 트랜지스터 밀도를 높여 면적 효율성을 직접적으로 개선합니다.
또한 PowerVia BSPDN의 사용은 전력 배선(power lines)을 IC의 전면부(front side)에서 분리하여 전력 공급을 처리함으로써, 신호 라우팅 공간을 확보하고 레이아웃을 더욱 압축하는 등 효율적인 수직 라우팅을 가능하게 합니다. 여기에 개선된 게이트, 소스/드레인, 접합 구조는 전체적인 셀 균일성과 집적 밀도를 향상시킵니다. 이러한 개선 사항들이 종합적으로 인텔 18A가 더 우수한 성능/면적 효율성과 에너지 효율을 제공하여, 더욱 진보하고 컴팩트한 칩 설계 구현을 지원할 수 있도록 합니다.
인텔은 올해 하반기에 클라이언트 PC용 코드명 Panther Lake 프로세서 컴퓨트 칩렛(compute chiplets)의 양산(high-volume manufacturing)을 시작하고, 2026년 초에는 Clearwater Forest 데이터 센터 시스템용 칩렛 양산에 착수할 예정인 것으로 알려졌습니다. 아울러, 회사는 2025년 중반에 18A 공정을 활용한 최초의 외부 협력사(third-party) 설계 테이프 아웃을 진행할 계획입니다.
실제로 인텔 18A용 외부 칩 개발에 대한 관심이 있는 것으로 분석됩니다. 인텔은 18A 기술 전반에 대한 일반 논문을 발표하는 것 외에도, BSPDN을 적용한 18A 공정 기반 PAM-4 송신기(transmitter)에 대한 논문을 발표할 예정입니다. 이 논문은 인텔과 더불어 Alphawave Semi(계약 칩 설계 및 IP 제공업체), 애플(Apple), 엔비디아(Nvidia)의 엔지니어들이 공동으로 집필합니다. 이는 애플이나 엔비디아가 반드시 인텔의 18A를 최종 생산 실리콘에 사용할 것을 의미하지는 않지만, 이들이 해당 기술에 대해 깊은 관심과 검토를 진행하고 있다는 방증입니다.
참고로, TSMC는 파트너사 거의 모두가 N2(2nm급) 공정 기술을 채택할 계획이라고 밝힌 바 있어, 이 노드가 인텔의 18A보다 더 광범위하게 사용될 것이라고 예상하는 것이 합리적입니다. 그럼에도 불구하고, 인텔에게는 경쟁력 있는 공정 노드를 개발하고 이를 안정적인 양산 단계까지 끌어올리는 것이 핵심적인 과제이므로, 18A는 인텔 파운드리 비즈니스의 미래를 좌우할 핵심적인 역할을 할 것입니다.