인텔 파운드리는 최근 반도체 혁신에서 상당한 진전을 이루었으며, 세계 최초이자 가장 얇은 GaN 칩렛을 공개했는데, 이 칩렛은 놀랍게도 단 19μm의 두께를 자랑합니다.
GaN 기술로 데이터 센터와 연결성을 혁신하다
이 획기적인 칩렛은 컴팩트한 구조 내에서 전력, 속도 및 효율성을 향상시키려는 인텔의 노력을 보여주는 대표적인 사례입니다.인텔 파운드리 연구팀이 개발한 이 혁신적인 질화갈륨(GaN) 칩렛은 300mm GaN-on-실리콘 웨이퍼를 사용하며 다음과 같은 주목할 만한 특징을 포함합니다.
- GaN 칩렛은 두께가 19마이크로미터(μm)에 불과하며, 300밀리미터(mm) GaN-온-실리콘 웨이퍼에서 개발되었습니다.
- GaN 트랜지스터와 기존 실리콘 디지털 회로를 단일 칩에 성공적으로 통합함으로써 별도의 칩렛 없이도 고급 컴퓨팅 기능을 구현할 수 있게 되었습니다.
- 광범위한 테스트 결과, 이 혁신적인 GaN 기술은 실제 응용 분야에 필요한 높은 신뢰성 기준을 충족하는 것으로 나타났으며, 따라서 현대 데이터 센터와 미래의 5G 및 6G 통신에 필요한 더욱 작고 효율적인 전자 장치에 적합합니다.
최근 보도자료에서 인텔 파운드리는 이 혁신적인 GaN 칩렛 기술을 반도체 설계의 중요한 진전으로 강조했습니다.2025년 IEEE 국제 전자 소자 회의(IEDM) 에서 선보인 이 혁신 기술은 컴퓨팅 환경의 주요 과제, 특히 점점 더 소형화되는 형태에서 향상된 전력, 속도 및 효율성에 대한 요구를 해결하는 것을 목표로 합니다.
그래픽 처리, 서버 기술, 고속 무선 네트워크 등 다양한 분야에서 고성능에 대한 요구가 증가함에 따라, 인텔 파운드리의 초박형 GaN 칩렛(두께 19μm, 사람 머리카락 굵기의 5분의 1에 불과)은 반도체 제조 기술에 획기적인 발전을 가져왔습니다.이러한 혁신은 업계 최초로 단일 제조 공정을 통해 통합된 완전 모놀리식 온칩 디지털 제어 회로를 통해 더욱 빛을 발합니다.
인텔 파운드리의 기술 발전은 전자 분야의 오랜 과제, 즉 증가하는 전력 소비와 빠른 데이터 전송 속도를 충족하면서 더 작은 공간에 더 많은 기능을 집적해야 하는 요구에 대한 해답을 제시합니다.기존 실리콘 기술은 한계에 다다르고 있으며, 이에 따라 GaN과 같은 대체 소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.이 새로운 기술은 별도의 칩렛이 필요 없도록 하여 신호 라우팅으로 인한 에너지 손실을 최소화하고 시스템 효율성을 최적화합니다.광범위한 신뢰성 테스트를 통해 이 플랫폼이 실제 환경에서 실용적인 제품으로 자리매김할 가능성이 높다는 것이 입증되었습니다.
이 기술의 의미는 특정 응용 분야에만 국한되지 않습니다.데이터 센터에서 GaN 칩렛은 실리콘 칩렛에 비해 스위칭 속도가 빠르고 에너지 손실이 적어 더욱 효율적으로 작동할 수 있습니다.이는 전압 레귤레이터의 소형화 및 고효율화는 물론, 프로세서에 더 가까운 위치에 설치하여 긴 전력선으로 인한 저항 손실을 최소화할 수 있도록 해줍니다.
또한, GaN 트랜지스터의 고주파 성능은 향후 10년간 발전할 5G 및 6G 시스템에 필요한 무선 주파수(RF) 프런트엔드 기술에 이상적입니다.200GHz 이상의 주파수에서 효과적으로 작동하는 GaN의 능력은 차세대 네트워크에 필수적인 센티미터파 및 밀리미터파 대역의 핵심 부품으로 자리매김하게 합니다.통신 분야 외에도, 이 기술은 빠른 전기 스위칭이 필수적인 레이더 시스템, 위성 통신 및 광자 응용 분야에서도 중요한 의미를 지닙니다.
기존 실리콘 CMOS 기술과 비교했을 때, GaN 칩렛은 기존 소재로는 따라잡기 어려운 여러 가지 뛰어난 장점을 제공합니다. GaN 칩렛은 더 높은 전력 밀도를 제공하여, 데이터 센터, 최첨단 전기 자동차, 무선 기지국과 같이 공간 제약이 있는 환경에 필수적인, 더 작고 강력한 시스템을 구현할 수 있도록 합니다.기존 실리콘은 약 150°C 이상의 온도에서 신뢰성 문제가 발생하기 시작하여 고온 환경에서의 활용도가 제한적입니다.
GaN 기술은 더 넓은 밴드갭 덕분에 고온 환경에서도 향상된 안정성으로 작동할 수 있어 스위칭 과정에서의 전력 손실을 줄이고 열 관리를 개선합니다.이러한 효율성은 운영 비용을 절감할 뿐만 아니라 냉각 시스템의 규모와 비용도 줄여줍니다.더욱이, 인텔 파운드리가 GaN 생산에 300mm 실리콘 웨이퍼를 활용하기로 한 결정은 기존 실리콘 제조 인프라와 원활하게 시너지 효과를 내어 상당한 신규 자본 투자의 필요성을 최소화할 수 있습니다.
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