GlobalFoundries, 7nm급 FDX Fusion 공정을 공개했으며, 7년 전 FinFET 개발을 중단한 이후 첨단 FD-SOI 기술로 복귀한다. 양산은 2028년으로 계획되어 있다.

2018년 GlobalFoundries는 선단 노드 개발을 중단하면서 IBM과 공동 개발했던 7나노급 FinFET 공정 기술도 함께 접었습니다. 그로부터 정확히 8년이 지난 지금, GlobalFoundries는 7나노급 제조 공정으로 돌아왔습니다. 다만 이번 노드는 플래너 트랜지스터와 완전 공핍형 실리콘온인슐레이터(FD-SOI)에 기반합니다. 자동차, 엣지 AI, 산업용, 로봇, 센서 기기뿐 아니라 최대 성능보다 저전력 소비, 높은 집적도, 비용 효율을 우선하는 다른 제품들을 겨냥하고 있습니다.

"GlobalFoundries가 수십 년간 CEA-Leti가 발전시켜 온 기술을 토대로 차세대 '한 자릿수 나노 FD-SOI' 노드를 발표하게 되어 매우 기쁩니다."라고 CEA-Leti의 최고경영자 세바스티앙 도브에가 말했습니다. "FAMES 파일럿 라인을 통해 CEA-Leti는 유럽의 FD-SOI 미래 로드맵을 계속 만들어 가고 있으며, 다양한 응용 분야에서 이 기술이 채택되도록 매일 노력하고 있습니다."

**FDX Fusion의 등장**

GlobalFoundries의 새로운 제조 기술은 FDX Fusion이라고 불립니다. 이 기술은 7나노급 "디지털 성능"을 약속하는데, 이는 뒤에서 해석해 볼 모호한 주장이며, 약 2015년에 도입된 최초의 22FDX 공정 대비 두 배 이상의 트랜지스터 밀도를 제공한다고 합니다. 목표를 달성하기 위해 FDX Fusion 1세대는 SOI 기판, 트랜지스터 구조, 후공정 배선 분야의 혁신을 결합할 예정입니다. 다만 GF는 트랜지스터 치수, 접촉 게이트 피치, 최소 금속 피치, 실제 트랜지스터 밀도를 공개하지 않았다는 점에 유의해야 합니다. GF는 독일 드레스덴 시설에서 FDX Fusion 기반 칩의 양산을 2028년에 시작할 계획입니다. 이는 22나노급 플랫폼을 수년간 개선한 끝에 훨씬 더 선진적인 FD-SOI 공정 개발로 복귀하는 것을 의미합니다.

향상된 "디지털 성능"과 더불어 FDX Fusion은 fT/fmax가 최대 0.5THz에 이르는 RF 트랜지스터, 아날로그 및 혼합 신호 회로, 임베디드 비휘발성 메모리, 인메모리 컴퓨팅을 지원합니다. 이 조합은 수많은 별도 IC 없이도 센서 정보를 처리하고, AI 추론 작업을 실행하고, 외부 장치를 제어하고, 무선으로 통신할 수 있는 고집적 칩을 가능하게 하기 위한 것입니다. GF는 또한 이러한 제품 개발을 가속하기 위해 MIPS, ARC, RISC-V 아키텍처 기반의 프로세서 IP를 제공할 계획입니다.

그렇긴 해도 FDX Fusion의 핵심 강점은 반드시 7나노급 "디지털 성능"이나 고성능 프로세서 IP에 있는 것은 아닙니다. 상당히 강력한 디지털 로직을 RF, 아날로그 및 혼합 신호 회로, 임베디드 비휘발성 메모리, 인메모리 컴퓨팅과 단일 칩에 결합할 수 있다는 점이 핵심입니다. GloFo가 이 공정을 FDX Fusion이라고 부르는 이유이기도 한 이 조합은, 원래라면 서로 다른 공정 기술로 만든 여러 칩이 필요했을 고집적 SoC를 가능하게 할 수 있습니다. 이는 추가적인 테이프아웃 비용과 더 높은 전력 소비를 의미합니다.

GlobalFoundries는 2027년 초에 고객 평가용 초기 데모 실리콘을, 2027년 중반에 첫 공정 설계 키트(PDK)를 제공할 계획이라고 밝혔습니다. 회사는 이미 여러 고객과 이 기술을 협력하고 있지만, 구체적인 제품이나 확정된 양산 물량은 밝히지 않았습니다. 보도자료에서 GF는 BMW, 보쉬, 인피니언, NXP, 지멘스, 테슬라가 FDX Fusion에 관심을 표명했다고 말했습니다. 하지만 레이더 및 무선 통신용 차세대 7나노급 기술의 공동 개발을 구체적으로 확인한 곳은 인피니언뿐입니다.

**중요한 발전**

이번 발표는 GF의 FD-SOI 로드맵에 중요한 진전입니다. 회사는 2015년 22FDX를 선보였고, 2016년에는 후속 제품인 12FDX를 발표했습니다. 이 기술은 10나노 FinFET에 필적하는 성능, 완전한 노드 단위의 밀도 향상, 최대 50% 낮은 전력 소비를 약속했습니다. 12FDX의 초기 고객 테이프아웃은 2019년으로 예상되었지만, 이 기술은 상용 제품에 채택되지 않았습니다. 대신 GF는 22FDX를 개선하는 데 집중했고, 결국 RF, 임베디드 메모리, 저전력 응용을 위한 기능을 추가한 22FDX+를 내놓았습니다(삼성이 18FDS+를 공개한 시기와 비슷했습니다). 흥미롭게도 12FDX는 2022년까지도 GF의 투자자 로드맵에 포함되어 있었습니다.

따라서 FDX Fusion은 22나노급을 넘어 FD-SOI를 확장하겠다는 GF의 당초 야심을 실현한 것일 수 있습니다. 다만 회사는 새 기술이 초기 12FDX 프로그램의 성과를 반영했는지는 설명하지 않았습니다. 한편 수년간 선진 FD-SOI 기술을 연구해 온 CEA-Leti는 FDX Fusion을 한 자릿수 나노 FD-SOI 노드라고 설명합니다. 그럼에도 GF가 주장하는 7나노급 "디지털 성능"이 반드시 비슷한 트랜지스터 치수나 집적 밀도를 의미하지는 않습니다.

산업적 관점에서 보면, FDX Fusion은 상당히 강력한 디지털 로직과 RF, 아날로그, 임베디드 메모리를 함께 요구하는 응용 분야에서 최신 FinFET, 나아가 게이트올어라운드 공정의 대안이 될 수 있습니다. 이러한 집적은 특히 에너지 효율과 실시간 반응성이 중요한 엣지 AI 기기에서 시스템 복잡성과 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 더 중요하게는, 이 기술을 통해 유럽의 반도체 개발사들이 아시아나 미국의 선단 파운드리에 의존하지 않고도 현지에서 생산되는 더 진보된 공정에 접근할 수 있게 될 수 있습니다.

**여전히 남은 의문**

FDX Fusion의 상업적 성공은 실제 성능, 밀도, 생산 원가, 그리고 경쟁력 있는 설계 생태계의 확보 여부에 달려 있습니다. 이 중 마지막 요소가 아마 가장 어려운 과제일 것입니다. 주요 전자설계자동화(EDA) 및 IP 개발사들이 아직 이에 대해 언급하지 않았기 때문입니다.

GlobalFoundries는 7나노급 기술과 견줄 만한 2배의 "디지털 성능"을 주장하지만, 그것이 트랜지스터 스위칭 속도를 뜻하는지, 표준 셀 성능을 뜻하는지, 달성 가능한 동작 주파수를 뜻하는지, 아니면 다른 무엇을 뜻하는지는 명확히 하지 않습니다. 회사는 또한 1세대 FDX 기술보다 두 배 이상의 로직 밀도를 약속하지만 실제 수치는 공개하지 않습니다. 그 결과 FDX Fusion이 검증된 7나노급 FinFET 기술과 어떻게 비교될지는 불분명합니다. 후자는 트랜지스터 밀도, 성능, 전력 소비, 생산 원가 측면에서 성숙한 결함 밀도와 수율, 충분한 공급, 확립된 설계 생태계, 예측 가능한 가격 등 여러 장점을 갖추고 있습니다. CEA-Leti의 논평은 유망해 보이지만, 실제 수치가 언제나 더 중요합니다.

FDX Fusion의 2028년 도입 계획은 당초 예상되었던 최초 12FDX 테이프아웃으로부터 대략 9년 뒤의 일입니다. 이 격차는 22나노 세대 이후의 FD-SOI 개발에 상당한 기술적 및/또는 재정적 어려움이 있었음을 보여줍니다. 따라서 GlobalFoundries의 FDX Fusion 계획은 분명 유망해 보이지만, 이것이 이 위탁 생산 업체와 고객들에게 어떤 결과를 가져올지는 두고 봐야 합니다.

현재로서는 자동차 및 산업 분야의 지지 기업 명단(BMW, 보쉬, 인피니언, NXP, 지멘스, 테슬라)이 유망해 보입니다. 하지만 다른 응용 분야는 어떨까요? 인피니언이나 NXP 같은 기존 반도체 기업은 이미 방대한 프로세서 IP 포트폴리오를 보유하고 있지만, 소규모 팹리스 개발사들은 GF의 MIPS 및 ARC 프로세서 코어, RISC-V 전문성, 맞춤형 칩 설계 역량의 혜택을 누릴 수 있습니다. 이는 특수 SoC 개발의 비용과 복잡성을 크게 줄일 수 있습니다. 그럼에도 더 폭넓은 칩 개발자를 끌어들이려면 GlobalFoundries는 EDA 도구, 표준 셀 라이브러리, 메모리 컴파일러, 인터페이스 IP, 기타 실리콘으로 검증된 구성 요소로 이루어진 성숙한 생태계가 필요합니다. 보도자료는 이 부분을 다루지 않습니다.