후공정의 대세, 칩렛(Chiplet) 기술을 아라보자 (개념 및 장점 정리)

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반도체 산업을 쉽게 이해하자! (10편) : 후공정의 대세, 칩렛의 모든 것

해당 포스팅 내용은 상기 링크에 나온 내용을 바탕으로 작성되었습니다.

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고성능 칩을 여러 개로 쪼개어 각각 제조하는 기술을 칩렛이라고 부른다.
쉽게 설명하면 '분할 생산'이다.

▶ AMD의 멀티코어 전략과 칩렛

AMD는 2010년 후반까지 인텔과의 CPU 경쟁에서 밀렸다.
인텔을 이기고자 CPU 안에 들어가는 코어의 수를 늘리는 전략으로 승부
뇌의 개수가 여러 개인 CPU를 멀티 코어 CPU라 부른다.
하나의 CPU 칩 안에 여러 개의 코어를 만들어야 하는데,

이들 코어를 모두 한 번에 만드는 것은 위험하다.

만약 칩 일부 영역에 불량이 생겨 1개의 코어가 작동하지 않으면
칩을 통째로 폐기하거나 시장에 헐값에 팔아야 하기 때문이다.
이런 위험을 피하기 위해 고성능 칩을 여러 개로 쪼개어 각각 제조하는 칩렛 기술이 발전 

출처: AMD

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▶ 칩렛 방식을 채택의 장점

1. 수율 향상
2. 가격경쟁력 확보 용이
3. 고성능 칩을 보다 쉽게 제조 

칩렛을 이용해서 만들면 칩의 일부 영역에 한해서만 
고가 공정에 들어가면 되므로 고가 공정의 효율성이 높아진다.

칩의 일부 구역이 불필요한 첨단 공정에 들어갈 필요가 없는 것이다.

따라서 EUV와 같은 첨단 장비의 생산 효율도 극대화 가능

 

칩을 통째로 만들 때보다 칩렛으로 만들 때 칩의 면적이 훨씬 작아지므로 
수율이 더욱 높아진다.

▲단일칩 대비 칩렛 다이 크기별 수율. [자료=유니마이크론]

반도체 기업들은 칩 설계가 더욱 용이해지므로 보다 공격적인 칩 설계가 가능

 

다른 고성능 칩을 개발할 때 예전의 칩렛을 재사용할 수 있다.
이를 통해 새로운 반도체 칩을 개발하는 과정에서 비용을 절감 가능
구형 제품을 지속 사용하므로 제조 단가와 생산성을 높게 가져갈 수 있으며,
신제품 개발 시간 단축에도 도움이 된다.

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▶인텔도 성능 향상을 위해 칩렛 도입

 

인텔은 점유율 회복을 위해 CPU 성능 향상에 몰두 
→ 바로 경쟁사를 따라 칩렛 구조를 도입
인텔은 PC용 CPU는 14세대 CPU부터 칩렛을 도입
서버용 CPU는 사파이어래피즈부터 칩렛을 도입

인텔의 14세대 CPU는 칩렛 구조
총 4개의 별개 칩(칩렛)이 하나의 기판 위에 붙어 있는 구조
인텔은 자체 제조 공정을 가진 기업
그래서 칩렛 일부와 기판을 직접 제조할 예정
일부 칩렛의 직접 제조를 통해 원가 절감이 가능

경쟁사 AMD는 제조 공장이 없어 전부 외주 생산을 맡긴다.

ⓒ Youtube 채널 '호돌이 투자연구소 - 주식투자 뽀개기'

▲GPU의 경우 TSMC가 인텔보다 제조 역량 우위

▶ AMD와 인텔 칩렛의 차이점

 

AMD의 칩은 커다란 칩 하나 안에 지속적으로 칩렛의 수를 늘려 가며 
칩 전체의 코어 수를 증가시키는 방향으로 발전

ⓒ Youtube 채널 '호돌이 투자연구소 - 주식투자 뽀개기'

인텔은 AMD의 설계-제조 공정 특허를 피하기 위해 다른 구조 고안
CPU의 기능들을 쪼개어 만드는 전략을 채택 
(CPU 구역과 GPU 구역, 그리고 기타 기능 구역)

ⓒ Youtube 채널 '호돌이 투자연구소 - 주식투자 뽀개기'

ⓒ Youtube 채널 '호돌이 투자연구소 - 주식투자 뽀개기'

AMD는 코어를 따로따로 만드는 데에 보다 중점
인텔은 기능별로 칩렛을 쪼개어 만드는 방식

출처: Google Finance

▲5년 동안 인텔의 주가는 50.2% 떨어졌다.

출처: Google Finance

▲5년 동안 AMD의 5년 593.685% 상승

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