화웨이, 엔비디아에 맞서 1.4나노 목표의 새로운 칩 설계 공개

화웨이 테크놀로지는 2031년까지 1.4나노미터 공정에 해당하는 하이엔드 프로세서를 생산할 수 있게 해줄 새로운 칩 설계 원칙을 공개하며, 미국의 제재 속에서도 글로벌 반도체 리더들에게 정면 도전장을 내밀었다.

옴디아의 반도체 연구 책임자 허후이는 "단순히 더 작은 트랜지스터에 의존하는 대신, 칩 내부의 상호 연결을 단축하고 지연 시간을 낮추며 데이터 이동을 개선하는 데 집중하고 있다. 이는 최첨단 리소그래피가 제한된 상황에서 더 많은 성능을 이끌어낼 수 있는 신뢰할 만한 방법"이라고 말했다.

이 새로운 접근 방식에는 올가을 화웨이의 기린 스마트폰 칩에 데뷔할 '로직폴딩(LogicFolding)' 아키텍처와 더 광범위한 '타우 스케일링 법칙(Tau Scaling Law)'이 포함된다. 이는 2023년 화웨이의 메이트 60 스마트폰이 중국 SMIC의 7나노 칩을 사용한 이후 나온 것이며, 글로벌 리더인 TSMC가 2028년 1.4나노 공정 양산을 계획하고 있는 시점과 맞물린다.

이 전략은 스마트폰에서 AI에 이르기까지 모든 분야의 기술 미래와 칩 공급을 확보하는 것을 목표로 하며, 중국 내 애플의 시장 점유율을 직접적으로 위협하고 화웨이를 엔비디아의 주요 국내 대안으로 자리매김하게 한다. 엔비디아 CEO는 최근 중국 AI 칩 시장을 사실상 내주었음을 인정한 바 있다.

상하이 반도체 심포지엄에서 발표된 화웨이의 발표는 '타우 스케일링 법칙'이라 명명된 원칙을 중심으로 한다. 이 방식은 트랜지스터 축소에 집중하는 수십 년간의 무어의 법칙 의존도에서 벗어나, 칩 내부 배선을 단축해 신호 지연을 줄이는 시스템 수준의 최적화로 선회한다.

이 원칙의 첫 번째 적용은 논리 구조를 이중 레이어 디자인으로 쌓는 아키텍처인 '로직폴딩'이 될 것이다. 화웨이 반도체 사업부 사장 허팅보는 심포지엄에서 이 방식이 트랜지스터 밀도와 전력 효율을 크게 높인다고 밝혔다. 이 기술을 사용한 첫 번째 칩은 올가을 화웨이의 메이트 90 스마트폰 시리즈에 탑재될 예정이며, 이는 애플의 차기 아이폰과 정면 대결을 예고한다.

이는 중국 중신궈지(SMIC)가 만든 5G 지원 7나노 프로세서를 탑재한 메이트 60 시리즈로 2023년 깜짝 복귀한 데 이은 행보다. 해당 출시를 통해 화웨이는 중국 내 프리미엄 스마트폰 부문에서 애플로부터 상당한 시장 점유율을 되찾아올 수 있었다.

엔비디아의 국내 대안

그 영향은 스마트폰을 넘어선다. 화웨이의 어센드(Ascend) AI 칩은 거대 언어 모델을 개발하는 중국 기술 기업들에게 필수적인 존재가 되었다. 특히 미국의 수출 규제로 인해 엔비디아가 중국에 최첨단 GPU를 판매할 수 없게 된 상황에서 더욱 그렇다. 엔비디아 CEO 젠슨 황은 이번 달 초 화웨이에 중국 AI 칩 시장을 '대부분 양보했다'고 언급하며 이러한 현실을 인정했다.

아시아 그룹의 파트너인 조지 첸은 "엔비디아에 있어 이는 H200과 같은 고급 칩을 중국에 판매할 수 있는 기회의 창이 좁아지고 있음을 의미한다"고 말했다.

여전한 회의론

화웨이의 야망은 분명하지만, 2031년까지 1.4나노미터 급 공정을 달성하겠다는 목표에 대해서는 회의적인 시각도 존재한다. DGA 그룹의 기술 전문가 폴 트리올로는 적층 설계가 밀도를 높일 수는 있지만, 화웨이가 이러한 초미세 공정에서의 제조 수율, 전력 소비 및 열 관리와 관련된 엄청난 과제들을 해결했다는 의미는 아니라고 지적했다.

비교를 위해, 세계 최대의 파운드리 업체인 대만 TSMC는 현재 2나노 칩을 생산하고 있으며 2028년에 1.4나노 공정 도입을 목표로 하고 있다. 워싱턴의 제재는 이러한 최첨단 공정의 전통적인 제조에 필요한 네덜란드 기업 ASML의 고급 리소그래피 장비 도입을 차단했다. 화웨이의 전략은 이러한 봉쇄를 우회하려는 명백한 시도다.

화웨이는 지난 6년 동안 타우 스케일링 법칙을 기반으로 이미 381개의 칩을 설계 및 생산했다고 밝혔으며, 이는 이러한 대안적 개발 경로에 대한 장기적인 의지를 보여준다. 이 전략의 성공은 중국의 기술 독립을 공고히 하며 주요한 지정학적 및 경제적 결과를 초래할 수 있다.

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