김기남 삼성전자 반도체총괄 겸 시스템LSI사업부 사장이 '통합칩' 개발에 속도를 내고 있다.

통합칩은 스마트폰과 사물인터넷 반도체 시장을 주도하는 데 필요한 핵심으로 꼽힌다.

삼성전자가 통합칩 기술 개발을 완성한다면 한단계 도약하는 계기가 될 것으로 보인다.

◆ 바이오프로세서, 통합칩 기술 가능성 보여줘

김경민 대신증권 연구원은 31일 “삼성전자의 통합칩 개발은 예상보다 빠르게 이뤄지고 있다”며 “단기적으로 웨어러블 기기에서 시작해 향후 스마트카, 스마트홈 등 사업영역을 더 확대할 수 있을 것"이라고 내다봤다.

바이오프로세서는 체지방과 심박수, 체온 등 다양한 생체신호를 디지털 정보로 읽어내는 통합칩 제품이다.

지금까지 공개된 정보에 따르면 삼성전자는 바이오프로세서 칩에 신호처리장치, 컨트롤러, 낸드플래시 메모리 등을 하나의 칩에 담아냈다.

기존 제품들은 생체신호 데이터를 처리하기 위해 별도의 칩이 필요했다. 삼성전자는 이를 하나의 칩에 담아내 초소형 웨어러블 기기에 맞춰 크기를 줄인 것이다.

김 연구원은 “바이오프로세서 양산은 삼성전자 시스템반도체부문의 파운드리 생산라인에서 최신 미세공정이 아니더라도 양산이 가능하다”며 “곧 양산을 시작할 수 있을 것”이라고 예상했다.

김기남 사장은 삼성전자의 다양한 반도체를 하나로 묶는 통합칩 기술 완성에 한 발 더 다가섰다는 평가를 받는다.

김 연구원은 "삼성전자는 선두업체인 퀄컴과 미디어텍 등 경쟁기업을 따라가는 후발주자로서 통합칩을 개발했지만 바이오프로세서 통합칩은 삼성전자가 선두업체로 자리매김할 수 있는 가능성을 제시했다"고 평가했다.

◆ 통합칩 완성하려면 두가지 과제 해결해야

통합칩 기술은 기존 스마트폰, 웨어러블기기용 반도체의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 각 반도체 간의 반응속도가 빨라지게 하는 등 성능도 개선할 수 있다.

인텔, 퀄컴 등 시스템 반도체를 생산하는 기업들은 앞다퉈 통합칩 기술 확보에 나섰으며 차세대 성장동력으로 키우기 위해 경쟁을 벌이고 있다.

삼성전자가 올해 11월에 내놓은 AP(모바일프로세서) '엑시노스8890'도 AP와 모뎀칩(베이스밴드)을 결합하는 기술이 적용된 경우다.

김 사장의 최종 목표는 여기에 메모리반도체까지 결합해 삼성전자의 시스템반도체와 메모리반도체를 하나의 통합칩으로 묶는 솔루션을 완성하는 것이다.

삼성전자는 2월에 내놓은 '이팝(ePOP)' 모듈을 통해 그 가능성을 시험했다.

이팝은 시스템과 메모리 반도체를 묶은 통합칩으로 삼성전자는 중저가 스마트폰용 AP '엑시노스5430' '엑시노스5433' 등 일부 제품을 이팝 모듈로 내놓으며 가능성을 확인했다.

하지만 최고사양 AP 제품인 '엑시노스8890'과 같은 제품을 양산하기 위해서는 양산 안정화라는 과제를 해결해야 한다.

한 반도체 전문가는 “고사양 AP는 발열이 심한데 낸드플래시와 같은 저장기능을 갖춘 메모리반도체는 열에 취약하다”며 “가열된 프라이팬에 버터를 올려놓고 버터가 녹지 않게 만들어야 하는 것과 같은 이치”라고 설명했다.

삼성전자는 통합칩의 생산단가를 낮춰야 한다는 과제도 안고 있다.

삼성전자 시스템LSI사업부 관계자는 “무선사업부도 수익성을 생각하지 않을 수 없기 때문에 무턱대고 통합칩을 채택하지는 않는 상황”이라며 “생산단가를 더 낮춰갈 것”이라고 말했다.

업계 관계자는 “삼성전자는 통합칩 구상을 완성하면 시스템과 메모리를 모두 삼성전자 제품으로 통합한 유일한 기업이 될 것”이라며 “통합칩의 적용범위도 넓기 때문에 삼성전자의 성장성은 더욱 두드러질 것”이라고 말했다. [비즈니스포스트 오승훈 기자]