- 뉴멕시코 팹 9에서 업계 표준 8배 크기 구현…2028년 12배 이상 목표

 

인텔(Intel)이 미국 뉴멕시코주 리오랜초 생산시설에서 포베로스(Foveros) 스태킹과 임베디드 멀티다이 인터커넥트 브리지(EMIB), EMIB-T 기반 첨단 패키징 기술과 생산 현황을 공개했다. 여러 칩렛을 하나의 패키지에서 연결해 레티클 한계를 넘고, 대규모 AI 워크로드를 처리하는 멀티칩 반도체 생산에 적용한다.

 

AI 연산량이 늘면서 반도체 업계는 하나의 대형 칩보다 서로 다른 기능을 맡은 여러 칩렛을 연결하는 방식으로 이동하고 있다. 인텔은 이를 ‘실리콘 모자이크’와 같은 시스템 오브 칩(System of Chips) 방식으로 설명했다. 서로 다른 설계와 공정 노드로 만든 칩렛을 하나의 패키지에 배치하고, 각 칩이 하나의 유닛처럼 데이터를 주고받도록 연결한다.

 

레티클 한계 넘어 패키지 면적 확대

인텔은 리오랜초 팹 9에서 업계 표준보다 8배 큰 패키지를 구현하고 있으며, 2028년에는 12배 이상으로 넓힐 계획이다. 노광 장비가 한 번에 처리할 수 있는 레티클 면적보다 큰 반도체를 만들기 위해 여러 칩렛을 하나의 대형 패키지에 배치한다. 인텔 파운드리는 1980년 리오랜초에서 직원 25명으로 생산을 시작했다. 현재는 직원 2700명과 협력사 500여 곳이 첨단 패키징 기술 개발과 생산에 참여하고 있다.

 

인텔 팹 9 첨단 패키징 시설 케이티 프라우티(Katie Prouty) 매니저는 “1980년대에는 이곳이 6인치 웨이퍼 제조 분야의 선두주자였지만, 40여 년이 지난 지금은 미국 내 첨단 패키징 분야의 선두주자가 됐다”며 “일부 고객들은 첨단 패키징을 위해 인텔을 가장 먼저 찾으며, 인텔이 제품을 성공적으로 공급하면 파운드리 사업에 대한 고객 신뢰도 커질 것”이라고 밝혔다.

 

포베로스 칩렛 적층 공정

포베로스는 작고 기능이 다른 칩렛을 실리콘 인터포저 위에 배치해 하나의 고성능 반도체로 연결하는 패키징 기술이다. 인텔은 서로 다른 설계와 공정 노드로 생산한 칩렛을 하나의 웨이퍼에 집적한다. 공정은 칩 접착 장비가 실리콘 웨이퍼 위에 칩렛을 배치하는 단계부터 시작한다. 웨이퍼는 열처리 장비로 이동한 뒤 전면 개방형 통합 포드(FOUP)를 통해 에폭시 충전 장비로 운반된다. 에폭시가 칩렛 아래와 주변을 채우면 수냉식 블레이드가 웨이퍼를 개별 패키지로 절단한다.

 

인텔 팹 9 크리스 시버트(Chris Seibert) 수석 엔지니어는 “칩 접착 장비는 실리콘 웨이퍼 위에 원하는 특수 칩렛을 부착하고, 웨이퍼는 열처리와 에폭시 충전 공정을 거친 뒤 개별 패키지로 절단된다”며 “가장 큰 장점은 서로 다른 설계나 기술 노드의 다양한 칩을 하나의 웨이퍼에 집적할 수 있다는 점”이라고 설명했다.

 

포베로스는 각 칩렛이 하나의 유닛처럼 작동하도록 연결해 대규모 연산 작업을 처리한다. 전력 소모가 큰 회로를 전력 효율이 높은 공정 노드에 배치해 노트북 배터리 사용 시간을 늘리고, 노트북과 엣지 컴퓨팅 장치의 크기를 줄이면서 더 많은 기능을 담는다.

 

EMIB 실리콘 브리지 연결

EMIB는 패키지 안에 미세한 실리콘 브리지를 넣어 서로 다른 칩렛을 연결한다. 실리콘 인터포저 전체를 사용하는 대신 필요한 위치에만 초소형 고속 브리지를 배치해 칩 간 데이터 이동 경로를 만든다. 대형 데이터센터용 칩을 나란히 배치하면 EMIB가 칩 바로 아래에서 각 칩렛을 연결한다. 여러 칩이 하나의 장치처럼 데이터를 처리하면서 AI 연산에 필요한 대역폭을 확보하고, 실리콘 사용 면적과 제조 비용을 줄인다.

 

EMIB-T 전력 전달 채널

인텔이 2026년 공개한 EMIB-T는 기존 실리콘 브리지에 전력 전달 채널을 추가했다. 전력을 칩 주변으로 우회시키지 않고 칩에 직접 공급해 전력 전달 거리와 신호 이동 경로를 줄인다.

 

EMIB-T는 최신 고대역폭 메모리(HBM)에 필요한 전력 효율과 신호 라우팅 성능을 높인다. 인텔 파운드리는 포베로스와 EMIB 계열 기술을 통해 다양한 공급업체의 칩렛과 HBM을 하나의 대형 기판에서 조합할 수 있도록 지원한다.

 

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