- Intel은 2013년부터 외부 고객을 받는 파운드리 전환이 필요했지만 실행이 늦었고, Pat Gelsinger 체제에서야 Intel Foundry Services와 선단 공정 복귀를 동시에 밀고 있음
- Krzanich 시기에는 단기 마진과 주가가 버텼지만, TSMC의 7nm 양산과 Intel 10nm 지연으로 공정 리더십 상실이 현실화함
- Gelsinger는 “4년 안에 5개 노드”의 마지막인 Intel 18A를 2024년 하반기 제조 준비 상태로 만들겠다고 했고, 외부 고객 테스트 칩 파이프라인도 늘고 있음
- Intel과 UMC의 Arizona 12nm 협력은 감가상각된 Intel의 FinFET·DUV 생산능력과 UMC의 고객 서비스·IP 역량을 결합해, 선단 공정 매출 전 현금흐름을 만들려는 거래임
- 한때 반도체 산업을 지배했던 Intel이 대만 파운드리 UMC의 도움이 필요한 상황은 굴욕적이지만, 고객 중심 파운드리로 바뀌려면 필요한 현실적 전환임
Intel이 놓친 파운드리 전환 기회
- Brian Krzanich가 2013년 Intel CEO가 됐을 때, Intel은 자체 칩을 설계하고 제조하는 통합 디바이스 제조사(IDM) 모델에 집중하고 있었음
- 당시 Intel에는 외부 고객 설계에 맞춰 칩을 제조하는 파운드리 사업으로 정체성을 바꿀 기회가 있었음
- Krzanich는 이 방향을 택하지 않았고, 장기 투자 부담을 줄이는 대신 단기 마진을 높일 수 있었음
- 월가는 장기적인 팹 비용 증가와 물량 확대 필요성보다 다음 분기나 다음 해 전망에 더 민감하게 반응함
- 2013년에는 Intel이 공정 리더십까지 잃을 것으로 예상하기 어려웠지만, Krzanich 시기에 그 일이 벌어짐
- TSMC는 2017년 초 7nm를 대량 생산하기 시작함
- Intel은 2018년 4월 TSMC 7nm와 대략 대응되는 10nm 지연을 발표함
- 그런데도 Intel 주가는 Krzanich 재임 중 계속 상승함
Gelsinger가 물려받은 문제
- Krzanich는 2018년 Intel 직원과의 관계 문제로 해임됐고, Bob Swan을 거쳐 현재 CEO Pat Gelsinger가 전략·실행 실패의 비용을 감당하고 있음
- 최근 실적 전망에서 1분기 매출과 이익 전망이 월가 예상에 크게 못 미치자 Intel 주가는 하루에 12% 하락함
- Bloomberg에 따르면 2020년 7월 이후 최대 일일 하락폭임
- Gelsinger는 반응이 과도하다고 봤고, 2024년 남은 분기는 분기별로 개선될 것이라고 말함
- PC 사업은 COVID 이후 조정에서 회복 중이지만, 여러 비CPU 사업은 약세나 재고 조정을 겪고 있음
- MobileEye
- 네트워킹
- FPGA
- 가장 큰 압박은 데이터센터에서 나옴
- AMD는 TSMC 공정을 쓰는 더 나은 CPU로 대형 클라우드 사업자 사이에서 Intel 점유를 가져가고 있음
- 대형 클라우드 사업자는 CPU를 가장 많이 구매하므로, 최고 성능 칩을 쓰기 위해 필요한 작업을 감수함
- Intel의 온프레미스와 정부 사업은 상대적으로 더 오래 버틴 편임
- 데이터센터 경쟁은 ARM의 구조적 압박과 GPU 지출 전환으로 더 복잡해짐
- GPU 지출은 주로 Nvidia로 향하고, AMD도 포함됨
Intel 18A와 “4년 안에 5개 노드”
- Gelsinger는 10년 전에 필요했던 일을 뒤늦게 실행하고 있음
- Intel을 외부 고객을 받는 파운드리로 전환
- 선단 공정에서 다시 경쟁력 확보
- Intel 주장대로라면 몇 년 안에 공정 리더십 회복
- Intel의 “4년 안에 5개 노드” 계획은 다음 흐름임
- Intel 7: FinFET, DUV, 전면 전력 공급, TSMC N7 약 7nm 대응
- Intel 4: FinFET, EUV, 전면 전력 공급, TSMC N5 약 5nm 대응
- Intel 3: FinFET, EUV, 전면 전력 공급, TSMC N4 약 4nm 대응
- Intel 20A: RibbonFET, EUV, 전면 전력 공급, TSMC N3 약 3nm 대응
- Intel 18A: RibbonFET, EUV, 후면 전력 공급, TSMC N2 약 2nm 대응
- TSMC 대응 관계는 특히 미래 노드로 갈수록 불명확함
- TSMC CEO C.C. Wei는 최근 실적 발표에서 TSMC의 고급 3nm 공정이 Intel 18A보다 뛰어날 것이라고 주장함
- Intel은 후면 전력 공급이 전력층과 통신층을 분리해 간섭을 없애므로 칩 설계를 더 쉽게 만든다고 봄
- Gelsinger는 Intel 18A가 2024년 하반기 제조 준비 상태에 도달해 5개 노드 계획을 완료하고 공정 리더십을 회복할 것이라고 말함
- 서버용 첫 Intel 18A 부품인 Clearwater Forest는 이미 팹에 들어감
- 클라이언트용 Panther Lake도 곧 팹에 들어갈 예정임
- Intel 20A의 선도 제품인 Arrow Lake는 2024년 출시 예정임
- Intel Foundry Services의 성과는 고객 약정과 매출로 확인돼야 함
- 생태계·고객 테스트 칩을 75개 이상 테이프아웃함
- 2024~2025년에 50개 이상의 테스트 칩 파이프라인이 있고, 그중 75%는 Intel 18A임
- CES에서 Valens Semiconductor가 MIPI A-PHY 칩셋을 IFS로 제조하겠다고 발표함
- 2023년에는 18A 파운드리 고객 1곳을 약속했지만, 선불금이 포함된 4곳까지 확보함
18A 전략은 아직 매출로 증명되지 않음
- Gelsinger 전략의 최종 증거는 외부 고객이 설계하고 Intel 18A에서 제조된 칩이 실제 소비자 기기 안에서 동작하는 것임
- 그 시점까지는 아무것도 보장되지 않으며, 관련 매출도 아직 발생하지 않음
- 해당 시점은 아직 몇 년 뒤에 있음
- 반도체 주기는 분기나 연도보다 10년에 가까운 시간축으로 움직임
- Intel은 올바른 전략을 택해 실행 중인 것으로 보이지만, 월가가 인정할 만한 상승은 실제 외부 고객 칩이 나오기 전까지 어렵다는 평가를 받음
UMC와의 Arizona 12nm 협력
- Intel과 대만 United Microelectronics Corp.는 2027년까지 미국 Arizona 생산으로 이어질 협력을 발표함
- 협력 대상은 비교적 성숙한 12nm 기술임
- Bluetooth
- Wi-Fi
- 마이크로컨트롤러
- 센서
- 다양한 연결성 애플리케이션
- 이 기술은 선단 CPU나 GPU용이 아님
- Intel은 미국 제조 역량을 제공하고, UMC는 성숙 공정에서의 파운드리 경험을 제공함
- UMC는 Hsinchu에 기반을 둔 TSMC보다 작은 파운드리이며, 세계 3위 계약 칩 제조사로 소개됨
TSMC 모델과 반대 방향인 Intel-UMC 거래
- TSMC는 성숙 공정 팹을 오래 운영하면서 감가상각이 끝난 장비로 낮은 단가의 칩을 높은 이익으로 생산해 왔음
- 선단 공정은 램프업 비용이 크지만 더 높은 가격을 받을 수 있음
- TSMC의 N3는 이미 매출의 15%
- N5는 35%
- N7은 17%
- TSMC는 일부 N5 도구로 N3 생산능력을 지원하는 전략을 쓰고 있음
- 2024년 하반기에 대부분의 전환이 일어날 예정임
- 이 전환은 2024년 하반기 총마진을 1~2%포인트 희석할 것으로 예상됨
- 이는 TSMC가 전통적인 방식처럼 모든 5nm 생산능력을 오래 유지하기보다, 일부 장비를 3nm로 전환해 자본 비용 증가 없이 생산능력을 늘리려는 움직임임
- Intel-UMC 거래는 이와 반대 방향임
- Intel은 선단 공정의 고마진 판매만으로는 충분하지 않음
- 감가상각된 팹에서 계속 칩을 만들어 현금흐름과 이익을 확보해야 함
- 이 현금은 선단 공정 재투자에 중요함
Intel에 부족했던 파운드리 역량
- Intel은 과거에 선단 공정 팹만 필요했음
- 새롭고 빠른 Intel 칩이 나오면 오래된 Intel 칩을 원하는 고객은 없었음
- 2012년 Intel은 FinFET과 DUV 리소그래피 시대 한가운데 있었지만, RibbonFET과 EUV 전환은 이미 가시권에 있었음
- 특히 EUV 비용이 매우 컸기 때문에, FinFET과 DUV 기반 공정에 적절한 수요 지점이 생길 가능성을 예측할 수 있었음
- Intel은 외부 고객을 서비스하는 능력을 10년 동안 쌓지 못함
- 이 역량 부족은 Intel Foundry Services의 가장 큰 질문 중 하나로 남아 있음
Tower 인수 실패와 고객 서비스 조직 문제
- Intel은 2022년 Tower Semiconductor 인수를 시도함
- Tower는 아날로그 칩 분야의 여러 특화 칩 역량을 갖고 있었음
- 아날로그 칩은 소리, 전력, 빛 같은 물리 세계의 데이터를 처리하는 데 필요함
- Tower의 역량은 IFS를 TSMC나 GlobalFoundries에 가까운 원스톱 칩 제조 조직으로 만드는 데 도움이 될 수 있었음
- Intel 내부 문화에서는 제조가 항상 우선이었음
- 설계 조직은 오래된 설계 소프트웨어 사용, 제조 문제 우회, 재활용 장비에서 더 빠른 칩 만들기 같은 조건에 맞춰야 했음
- Intel 설계는 제조 성능에 의존했고, 제조 역량이 벽에 부딪히자 설계 경쟁력 부족이 드러남
- 파운드리는 본질적으로 고객 서비스 조직임
- TSMC 같은 회사는 고객 설계에 맞춤
- 업계 표준 설계 소프트웨어를 씀
- 칩 설계를 레고 블록 조립에 가깝게 만드는 광범위한 IP 라이브러리를 제공함
- 약속한 시점에 출하하고, 특정 칩이 설계된 팹을 오래 운영함
- Intel에는 이런 방식과 반대되는 문화가 있었고, 내부적으로 그런 문화를 만들 수 있을지에 대한 회의가 남아 있음
- 중국은 Tower 인수를 막았고, 이후 Intel은 오래된 장비를 매우 낮은 가격에 많이 팔기 시작했으며, 그 장비는 대체로 중국으로 갔다고 전해짐
UMC 거래가 Intel에 중요한 이유
- UMC는 GlobalFoundries처럼 점점 비싸지는 팹 비용을 따라가는 데 어려움을 겪어왔음
- 14nm 제공은 있지만 더 나아갈 수 있거나 그럴 의지가 있다는 증거는 많지 않음
- EUV 전환은 사실상 불가능해 보임
- 대신 UMC는 큰 파운드리 사업, 고객 서비스 조직, 호환성, IP를 갖고 있음
- Intel은 FinFET과 DUV 공정 기반 생산능력을 많이 갖고 있음
- 10nm와 7nm 실패의 비용 중 하나는 추가 14nm 팹을 지은 것임
- 특히 리소그래피 장비 상당수는 선단 공정에는 유용하지 않음
- 하지만 이미 감가상각됐고, 선단 공정보다 훨씬 낮은 비용으로 꽤 빠른 칩을 만들 수 있음
- 이번 거래는 외부 고객용으로 설계된 새로운 12nm 공정을 위한 것임
- UMC는 고객 서비스 조직 역할
- Intel은 제조사 역할
- 양사 모두 매출과 마진은 낮아질 수 있지만, 이미 필요한 역량을 갖추고 있어 각자의 매출과 이익에 보탬이 될 수 있음
- 남은 질문은 “가장 빠르지는 않지만 빠른 칩” 시장의 크기임
- Intel은 통신 칩, 이미지 센싱 프로세서 등을 거론함
- 새 공정에는 새로운 설계 수주가 필요함
- TSMC도 7nm 공정으로 같은 시장을 노리고 있음
- TSMC 7nm는 더 빠를 수 있지만 quad-patterning이 필요함
- Intel-UMC 12nm는 dual-patterning이어서 설계가 더 쉽고, 처리량과 수율이 더 나을 수 있음
“겸손”이 전환의 신호가 되는 이유
- Intel은 50년 동안 기술 산업을 지배했고 Moore’s Law의 수호자처럼 여겨졌지만, 이제 대만 파운드리 UMC의 도움이 필요한 상황임
- 이는 굴욕적으로 보일 수 있지만, Intel에 필요했던 겸손이기도 함
- 18A 설계 수주나 AI PC 약속보다, UMC와의 거래가 Intel이 실제로 방향을 바꾸고 있다는 더 강한 신호로 여겨짐