인텔이 네덜란드의 세계 최고 노광장비 제조업체 ASML로부터 차세대 노광장비 ‘Twinscan EXE:5200’을 2025년까지 6대 제공받기로 했다. 해당 장비를 주문한 다른 반도체 기업들보다 먼저 장비를 받게 된 인텔은 2nm 이하의 초미세공정에서 다른 기업들보다 앞서나갈 수 있을 것으로 전망된다.

‘Twinscan EXE:5200’은 고-NA(Neumerical Aperture) 극자외선(EUV) 장비로, 웨이퍼 위에 빛으로 회로를 새기는 공정을 담당하는 기기다. 이 회로가 미세할수록 반도체에 집적할 수 있는 트랜지스터 수가 증가해 반도체의 성능을 향상시킬 수 있다. 기존에는 불화아르곤 등을 이용해 10nm 수준까지 미세화했지만, 극자외선을 활용해 이전보다 10배 이상 미세한 회로를 그릴 수 있게 됐다.

현재 노광장비 기술은 ASML이 세계 최고 수준이다. 인텔과 함께 삼성전자, SK하이닉스, TSMC, 마이크론 등 기업들이 차세대 노광장비를 주문했지만, ASML은 자사에 가장 많은 투자를 한 인텔에 첫 신제품을 출시하게 됐다고 설명했다. 해당 장비의 단가는 약 2억7,500만 달러로, 인텔은 이 장비 6대를 구입하는 데 약 16억5,000만 달러(약 2조1,370억 원)의 비용을 투입할 것으로 예상된다.

인텔이 차세대 장비를 가장 먼저 도입하게 되면서 향후 생산될 CPU와 GPU의 성능과 효율에 대한 향상을 기대할 수 있게 됐다. 인텔은 울트라 2세대 애로우레이크, 울트라 3세대 루나레이크 등 2nm 이하 공정이 적용되는 칩 제작에 해당 장비를 활용할 것으로 예상되는데, 같은 크기의 다이에 집적되는 트랜지스터의 양이 증가하면 성능 향상 폭을 기존의 세대별 차이보다 크게 넓힐 수 있다.

한편, 제조공정 미세화로 트랜지스터 집적도가 증가하면 발열이 심해지는데, 이는 인텔이 해결해야 할 과제다. 일반 소비자용 프로세서는 CPU 내부의 코어와 히트스프레더 사이에 서멀컴파운드를 도포하거나 인듐 등을 사용해 솔더링(납땜)을 해 열전도를 돕는데, 인텔은 과거 솔더링 대신 질이 낮은 서멀컴파운드를 사용해 혹평을 받았지만 9세대 이후부터는 AMD처럼 전 제품에 솔더링 작업을 하고 있다.

반도체 제조 공정 미세화로 트랜지스터 집적도가 높아지면 높아질수록 발열 문제가 숙명처럼 따라붙을 수밖에 없는데, 이를 해소할 수 있는 냉각 솔루션의 개발도 병행되어야 할 것으로 보인다.