인텔 4 공정은 인텔 7nm EUV 공정입니다. 인텔의 첫번째 EUV 공정이기도 합니다.
인텔은 3대 반도체 팹 중에서 가장 늦게 EUV를 도입했습니다. 10nm까지 DUV만 사용했다는 소리이기도 합니다. 삼성이 EUV의 도입을 서두른데 비해 인텔은 EUV를 일찍 쓸 필요가 없다고 판단한 듯 합니다. 삼성이 요새 죽을 쒀서 그렇지 인텔의 이 결정도 마냥 좋다고만 말할 순 없습니다. 10nm 공정을 너무 오래 붙들고 있었다는 말이기도 하거든요.
인텔 4 공정은 메테오레이크에 가장 먼저 사용합니다. 현재 테스트 중이며 2023년에 출시됩니다. 메테오레이크는 CPU, GPU, I/O 등의 타일로 구성된 인텔의 첫번째 칩렛 프로세서입니다.
| Intel 4 | Intel 7 | Change | |
| Fin Pitch | 30 nm | 34 nm | 0.88 x |
| Contact Gate Poly Pitch | 50 nm | 54/60 nm | 0.83 x |
| Minimum Metal Pitch (M0) | 30 nm | 40 nm | 0.75 x |
| HP Library Height | 240h | 408h | 0.59 x |
| Area (Library Height x CPP) | 12K nm2 | 24.4K nm2 | 0.49 x |
인텔 4와 인텔 7 공정의 비교입니다. 핀 피치, 게이트 피치, 메탈 피치, 라이브러리 높이, 면적 등이 모두 줄어들었습니다. 이런 변화를 통해 인텔 4는 인텔 7보다 밀도가 2배 늘어났다고 합니다. 물론 모든 제품에서 다 똑같이 늘어나는 건 아닙니다. 이 공정으로 로직을 만들 때 두배지, SRAM은 30% 정도만 효과를 본다고 합니다.
| Intel 4 Metal Stack | |
| Layer | Metal |
| Fin | - |
| Gate | Tungsten |
| Metal 0 | Copper w/Cobalt Cladding |
| Metal 1 | Copper w/Cobalt Cladding |
| Metal 2 | Copper w/Cobalt Cladding |
| Metal 3 | Copper w/Cobalt Cladding |
| Metal 4 | Copper w/Cobalt Cladding |
| Metal 5, 6 | Copper |
| Metal 7, 8 | Copper |
| Metal 9, 10 | Copper |
| Metal 11, 12 | Copper |
| Metal 13, 14 | Copper |
| Metal 15 | Copper |
| Giant Metal 0 | Copper |
| Giant Metal 1 | Copper |
인텔 4의 메탈 레이어 수는 15개로 늘었습니다. 여기에는 전력 라우팅을 위한 2개의 레이어도 포함됩니다. 인텔 4는 그리드형 인터커넥트 설계를 도입해 메탈 레이어를 통과하는 비아를 아무 곳에나 넣지 못하게 바꿨습니다. 비아 배치의 자유도는 떨어졌지만 수율과 성능 개선 효과가 있습니다. 또 인터커넥트에 복잡한 멀티 패터닝 EUV를 쓰지 않아도 된다는 장점이 있습니다.
0.65V 전력에서 인텔 7은 클럭이 21.5% 늘어납니다. 0.85V 이상에서는 10% 정도 늘어납니다. 그리고 2.1GHz의 클럭에서 인텔 4 공정은 전력 사용량이 40%줄어듭니다. 물론 이보다 클럭이 높으면 효율이 떨어지긴 하지만, 전보다 클럭을 높이거나 전력 사용량을 낮출 수 있을걸로 보입니다.
그래서 인텔이 구체적인 숫자를 공개하진 않았지만, 인텔 4 공정은 수율이 오르고, 제조 단가가 저렴해지고, 클럭이 오르고, 밀도가 높아지고, 성능이 오를 것이라 기대됩니다.
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스와마망
