인텔과 ARM이 파운드리 제휴 발표, 10나노 커스텀 (IDF)

인텔이 IDF 기술 세션에서 제휴 발표

인텔은 ARM과 파트너십을 전격 발표했다. ARM의 IP를 인텔의 10nm공정으로 커스텀 파운드리로 이용할 수 있게 된다.

인텔은 ARM을 파운드리 비지니스의 파트너로 발표

인텔은 미국 샌프란시스코에서 열린 기술 컨퍼런스 "Intel Developer Forum(IDF)16 San Francisco"에서 ARM과 제휴를 발표했다. 인텔은 파운드리 사업의 IP 파트너로서 ARM과 제휴하여 ARM의 피지컬 IP플랫폼인 "ARM Artisan"을 포함한다. Artisan에는 ARM 프로세서 등 셀 라이브러리나 메모리 컴파일러 등이 포함된다. 또 ARM 코어의 물리 설계를 인텔 프로세스로 최적화하는 "POP(Process Optimization Pack)"도 제공된다.

이 제휴는 파운드리 생태계의 파트너다. 인텔이 ARM 코어의 라이센스를 받아 ARM 코어를 개발한다는 소리가 아니다. AMD와 NVIDIA가 ARM으로부터 라이센스를 받고 ARM 코어 칩을 만들고 있는 관계와는 다르다.

인텔의 목적은 파운드리 고객을 더 많이 늘리고 인텔 팹에서 제조하는 타사 칩의 양을 늘리기 위함이다. PC 시장의 수요가 포화되었기 때문에 인텔은 자사 팹의  생산 라인을 가득 메우기 위한 파운드리 고객을 필요로 한다.

ARM의 피지컬 IP가 실려 개발이 쉽게

파운드리 비니지스에서 ARM과 제휴로 인텔은 파운드리로서 TSMC나 삼성/글로벌 파운드리의 시장에 침투한다. 즉, ARM 기반의 모바일 SoC를 만드는 칩 벤더는 앞으로 TSMC나 삼성,글로벌 파운드리와 동렬에 추가로 인텔을 검토할 수 있게 된다. 혹은 알테라 FPGA로 최신 ARM의 하드 코어를 통합한 칩이 제공될 수 있다.

이번 ARM과 인텔의 파트너십에서 중요한 점은 ARM의 POP를 포함한 Artisan IP가 제공되는 것이다. RTL에 라이센스를 취득한 칩 벤더는 제조하는 프로세스 기술에 대한 최적화를 자력으로 해야 한다. 여기에는 상당한 개발 노력이 필요하며 최적의 PPA(전력, 성능, 면적)의 코어를 설계하려면 어느 정도의 노하우도 필요하다.

IDM 모델에서 일반 파운드리 모델로 전환 시킨다

현재 파운드리들에게 첨단 프로세스를 견인하는 제품 분야는 모바일과 네트워크다. 그리고 그 분야에서는 ARM이 압도적인 우위를 가지고 있다. 그리고 ARM 기반의 칩을 제조하는 파운드리는 모두 Artisan의 접속이 가능하고 주요 프로세스에서 ARM의 주요 Cortex-A 코어 POP도 제공한다.

간단히 말하면 첨단 프로세스의 파운드리 고객에게는 ARM의 IP 플랫폼이 갖추어지는 것이 전제가 된다. 그것이 그간 인텔 파운드리에 부족했다. 그래서 지금까지는 ARM 기반의 칩을 인텔의 최첨단 프로세스로 제조하고 싶어하는 고객이 있어도 쉽게 사용할 수 없었다. 이번 제휴에 의해 그것이 해소됨으로써 인텔의 파운드리 사업은 진정한 체제가 갖추어지기 시작했다.

이는 인텔의 파운드리 사업의 진정성도 제시했다. 인텔은 자체 설계한 칩을 자사에서 만드는 "IDM(Integrated Device Manufacturer)"이었다. 파운드리 비지니스를 전개하면서도 IDM을 끌었던 모델의 색채가 짙었다. 즉, 자사 IP의 강도를 살린 파운드리 비지니스를 전개하려는 시도처럼 보였다.

그것을 단적으로 나타내는 것은 CPU 코어다. 인텔은 자사의 Atom계 CPU 코어를 파운드리 고객에게 IP로서 제공하겠다고 했었지만 다른 파운드리와 비교 되게 ARM의 Artisan 제공은 다루지 않았다. 즉, 자체 설계된 코어 IP 자산을 활용한 비즈니스로 몰아가고 있었다.

이번 인텔과 ARM의 제휴에 의해 인텔은 보통 파운드리처럼 ARM의 Artisan IP와 POP을 갖추게 됐다. 자사 IP를 고객에게 쓰는 것에 구애 받지 않고 업계 표준적인 IP를 제공하는 모델이다.

순수하게 프로세스나 패키지의 기술로 싸울 수 있게

ARM IP가 즐비함으로써 인텔은 다른 파운드리와 순수하게 프로세스 기술과 제조 서비스에서 싸울 수 있게 된다. 여기에는 이점과 불리한 점이 있다. 이점은 인텔의 뛰어난 프로세스 기술, 특히 성능/전력 면에서 뛰어난 점을 홍보하기 쉽다. 같은 ARM 코어를 올린 SoC가 타사의 10nm 공정보다 인텔의 10nm 공정이 전력이 낮고 성능이 높으면 강력하게 어필된다.

또 인텔은 독자적인 2.5D 패키지 솔루션 "Embedded Multi-die Interconnect Bridge(EMIB)"도 보유하고 있다. 이 기술은 실리콘 인터포저를 사용하지 않고, 저비용으로 FPGA를 연결하거나 HBM(High Bandwidth Memory) 등의 고밀도 배선을 가능하게 한다. 이러한 독자적 패키지 기술도 강점이 된다. 또 인텔이 자랑하는 고속 SerDes 등의 하드 매크로도 매력적이다.

2.5D의 지렛대가 될 가능성이 있는 EMIB

고속 SerDes도 인텔의 고객에게 제공

그런 이점의 반면 인텔은 제조 서비스의 가격 모델을 다른 파운드리에 어느 정도 맞추어야 한다. IDM으로 초 고부가 가치의 x86 CPU를 소품종 대량 생산하는 인텔은 웨이퍼의 코스트가 높아도 지금까지는 큰 문제가 되지 않았다. 인텔의 프로세스 웨이퍼 비용은 매우 높다고 업계 분석가 사이에서 추정되고 있다. 그러나 파운드리와 경쟁하기 위해서는 비용을 낮추고 가격을 낮게 억제할 필요가 있다. IP 면에서 차별화를 하지 않는다면 가격 면에서 경쟁력을 매길수 밖에 없어진다.

애플이 아이폰 칩을 인텔 팹에서 제조할 가능성

다양한 도전이 있지만 ARM과 제휴는 인텔에게 새로운 고객의 길이 열린다. 이번 인텔의 발표에서는 새로운 파운드리 고객에 LG전자가 포함되고 있다. LG가 ARM 기반의 모바일 SoC 제조에 인텔 팹을 택했을 가능성이 높다. 모바일 SoC에서 뒤쳐진 LG가 역전의 수단으로 인텔의 프로세스 기술을 채택한 스토리가 상정된다.

인텔은 새로운 파운드리 고객 중 하나로 LG를 소개

그럼 하이엔드 모바일의 초 거물 애플과 퀄컴은 어떨까. 인텔은 몇 년전 파운드리 비지니스를 시작한 전후에 애플의 모바일 SoC를 인텔 팹에서 제조하는 협상을 벌이고 있다는 소문이 있었다.

그러나 애플의 A 시리즈와 퀄컴의 하이엔드 칩은 ARM에서 아키텍처 라이센스를 획득한 커스텀 마이크로 아키텍처 코어를 사용하고 있다. 그렇게 되면 ARM의 Cortex-A 코어 POP 등은 의미를 갖지 않는다. 단, 인텔이 타사 IP의 대응에 열심인 전략으로 돌아선 것은 중요하고 다양한 IP가 즐비함으로써 사용하기 쉬운 파운드리가 된다. 예컨대 애플이 A 시리즈에서 사용하는 PowerVR GPU 코어의 Imagination Technologies도 소프트 매크로지만 인텔의 파트너가 되고 있다.

또 인텔도 EDA 툴 벤더와 관계를 맺기에 열성이다. 과거에는 인텔과 EDA 툴 벤더의 사이는 소원했지만 파운드리 비지니스에서는 EDA 벤더 등 생태계의 파트너를 강조하고 있다.

주요 EDA 툴 벤더와 10nm 공정에서 제휴

그럼 인텔이 자체 브랜드의 ARM 베이스 칩을 개발할 가능성은 어떨까. POP를 개발한다는 것은 인텔이 자사에서 언제라도 ARM 코어를 만들 준비를 갖추게 된 것과 다름없다. 그러나 인텔이 자사 제품을 만든다면 파운드리 고객과 경쟁할 것이다. 이전에 삼성이 자사에서 ARM 코어 서버 칩을 개발했을때 칩의 발매를 취소한 것은 고객과 경쟁 문제 때문이었다고 한다. 인텔도 같은 문제를 떠안게 된다.

프로세스 기술에는 "+" 제너레이션을 투입

인텔은 이번 프로세스 기술과 파운드리 비지니스 대해서 ARM과 제휴 외에도 많은 발표를 하고 있다. 예컨대 14nm 이후의 프로세스는 성능의 인핸스 과정 변화를 단계적으로 제공하는 것도 밝혔다.

인텔의 새로운 프로세스 기술 전략

10nm에서는 10에 이어 "10+", "10++" 로 3개의 파생 프로세스를 제공한다. 14nm에도 14+가 등장하고 이는 차세대 CPU "Kaby Lake(카비레이크)"에서 사용되고 있다고 한다. 인텔의 프로세스는 그 동안 소수점 아래의 버전 업이 있고 같은 프로세스 세대도 몇번의 개량이 가해지고 있었다. 앞으로는 그것이 보다 명확하게 어쩌면 더 깊은 부분에서 혁신하게 된다고 보인다. 참고로 TSMC나 삼성 역시 같은 프로세스 노드에서 복수의 파생 프로세스를 거친다.