SMIC의 7nm 금속 배선 공정은 인텔 18A를 앞서지만 밀도는 38% 낮아… 화웨이 제재 우회 HiSilicon Kirin 9030, 세미애널리시스 새 해

Source: 톰의 하드웨어


(이미지 출처: 게티 / 블룸버그)

SemiAnalysis는 새 자체 실험실, SMIC의 3세대 7nm 공정에서 로컬 메탈 피치 최소값인 32.5nm에 초점을 맞췄으며, 이는 인텔 팬서레이크 칩셋 18A가 배송하는 36nm 피치보다 더 가늘다.

이 분석은 HiSilicon Kirin 9030을 사용했으며, 이는 하와이 Mate 80 폰에 내장된 프로세서이며 N+3 공정으로 제작되었다. SemiAnalysis는 이를 인텔 18A 고밀도 라이브러리보다 38% 뒤처져 있다고 말한다. SemiAnalysis Teardown Engineering & Evaluation Lab (STEEL)는 오레곤주 힐즈버로에 개설되어 고급 노드 역공학에서 TechInsights와 경쟁하도록 설계되었다.

36nm 피치는 팬서레이크가 배송하는 피치이지만, 18A 공정 전체는 32nm 최소 메탈 피치를 지원한다. 팬서 레이크와 함께 인텔은 전력 전달을 웨이퍼 뒤쪽(PowerVia)을 통해 처리함으로써 앞면 금속 스택을 신호 배선용으로 확보하고, 이로 인해 로컬 피치를 더 넓게 할 수 있다.


(이미지 출처: SemiAnalysis)

인텔은 이를 통해 대략 10% 더 높은 밀도를 얻게 되며, 앞면 측 피치가 느슨해져 GAA 리본FET 트랜지스터와 뒤쪽 전력 전달을 기반으로 구축된 노드가 DUV 중국 공정보다 더 넓은 로컬 피치를 제공하고 전체적인 우위를 유지할 수 있게 만든다.

SMIC는 EUV 리소그래피 없이 32.5nm에 도달했으며, DUV 도구와 사중 패턴링을 활용했다. 사중 패턴링은 추가 마스크 및 에치 패스가 필요하다.

면적당 트랜지스터 수를 계산한 결과, SemiAnalysis는 N+3을 1mm²당 1억1천340만 개로 측정했으며, 이는 TSMC의 성숙한 N6(1억0770만 개)보다 앞서고, 18A보다는 훨씬 뒤쳐져 있다.

SMIC는 EUV 없이도 이용 가능한 모든 밀도 최적화 기술을 활용했다: 트랜지스터당 2핀, 액티브 게이트 위에 직접 컨택을 배치하고 셀 간 단일 디퓨전 분리를 도입했다.

이러한 모든 우회책은 복잡성과 비용을 증가시키며, N+3의 최종 한계는 대규모 트레이드오프를 보여준다.

[Kirin 9030 Pro](https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/huaweis-latest-mobile-is-chinas-most-advanced-process-node-to-date-despite-using-blacklisted-chipmaker-huawei- kirin-9030-mobile-soc-made-on-smic-n-3-process-but-cant-compete-with-5nm-nodes)의 주요 코어는 2.75 GHz로 작동하며, Arm의 2021년식 Cortex‑X2와 클럭당 성능이 비슷하다. 이로 인해 칩은 약 3년 전 Android 플래그십과 비슷한 수준을 보이며, 현재 Apple, Qualcomm, MediaTek, Samsung 제품보다 뒤처져 있다.

Huawei의 로드맵은 2031년까지 5 GHz를 목표로 하고 있다고 밝혔지만, SemiAnalysis는 이를 ‘단독 평면 스케일링만으로는 절대 달성할 수 있는 범위를 훨씬 초과한다’고 지적했다.

SemiAnalysis는 지난 18개월 동안 실험실을 구축하고 고성능 데이터센터 실리콘 분석을 통해 수익을 창출했다고 말했다. “우리는 최근 주요 TSMC 고객의 COUPE CPO 광학 엔진 + EIC 3D 스택에 대한 역공학을 포함해 고급 데이터센터 칩 터널을 이미 수익화한 바 있다.”

이 회사는 오타와 기반의 TechInsights를 겨냥하고 있다. TechInsights는 사모 투자에 의해 지원받으며 Oakley Capital과 CVC Growth 같은 기업들에 의해 보유되고 있다. SemiAnalysis는 경쟁사가 매물로 나와 장비 투자가 부족한 것으로 추정하지만, 이는 공식적으로 확인된 바가 없다.

터널 분석에서도 Kirin 9030 Pro가 Samsung LPDDR5X 메모리를 탑재하고 있음을 확인했으며, 16 GB 변종에서는 중국 업체 CXMT의 DRAM도 발견되었다.

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루크 제임스는 프리랜서 작가 겸 저널리스트입니다. 그의 배경은 법학이지만, 그는 특히 하드웨어와 마이크로전자, 그리고 규제 관련 사항에 개인적인 관심을 가지고 있습니다.