반도체는 정보화 시대의 쌀이라고 불릴 만큼 오늘날 중요한 제품이 되었습니다. 그런 만큼 반도체를 얼마나 빨리, 많이 생산할 수 있는지가 산업의 경쟁력을 판단할 수 있는 지표가 될 수 있을 것입니다. 오늘은 반도체를 효율적으로 생산할 수 있는 기술인 칩렛에 대해 알아봅시다.
칩렛에 대하여
칩렛(chiplet)은 특정 기능을 수행하는 작은 집적 회로(IC)로, 여러 개의 칩렛을 조합하여 하나의 반도체 패키지를 구성하는 첨단 반도체 기술입니다. 이 기술은 기존의 단일 칩 시스템(SoC)이 가진 한계를 극복하고자 개발되었습니다.
주요 특징은 다음과 같습니다.
- 모듈성: 각 칩렛은 특정 기능에 최적화되어 있으며, 레고 블록처럼 조립하여 사용할 수 있습니다.
- 다양한 연결 표준: UCIe, BoW, AIB, OpenHBI, OIF, XSR 등의 표준으로 연결될 수 있습니다.
- 이종 통합: 서로 다른 공정, 재료, 노드로 제작된 칩렛들을 하나의 패키지로 통합할 수 있습니다.
칩렛의 장단점
1. 장점
- 높은 수율과 비용 효율성: 작은 크기의 칩렛은 웨이퍼당 더 많은 다이를 생산할 수 있어 수율이 높아지고 제조 비용이 절감됩니다.
- 개발의 효율성: 성능 개선이 필요한 특정 칩렛만 업그레이드할 수 있어 개발 기간과 비용을 줄일 수 있습니다.
- 전문화와 협력: 기업들은 자사의 강점 분야에 집중하여 칩렛을 생산하고, 다른 기업의 칩렛과 조합하여 최종 제품을 만들 수 있습니다.
- 맞춤형 제작 용이: 고객의 요구에 따라 필요한 기능의 칩렛을 조합하여 빠르게 맞춤형 제품을 제작할 수 있습니다.
2. 단점
- 성능 저하 가능성: 여러 칩렛을 연결하는 과정에서 약간의 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
칩렛의 활용
칩렛 기술은 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI), 데이터 센터, 모바일 장치, IoT 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 특히 데이터 센터에서는 서버의 컴퓨팅 성능을 효율적으로 제공하고, 전력 소모를 줄이는 데 사용되며, 모바일 및 IoT 기기에서는 전력 관리와 성능 최적화에 기여합니다.
기업 개발 현황
글로벌 기업들이 칩렛 기술 개발에 적극적으로 나서고 있습니다. 대표적인 기업들을 알아봅시다.
- 인텔: ‘포베로스(Foveros)’ 기술을 적용한 프로세서를 생산하고 있습니다. 최근 출시한 ‘루나레이크(Lunar Lake)’ 프로세서와 ‘인텔 코어 울트라’ 프로세서에 이 기술을 적용했습니다.
- AMD: ‘인피니티 패브릭’ 기술을 사용하여 칩렛 기반의 프로세서를 생산하고 있습니다.
- 엔비디아: 고성능 GPU 및 AI 칩에 칩렛 기술을 적용하고 있습니다.
- 리벨리온: 국내 AI 반도체 스타트업으로, ‘리벨-쿼드’라는 칩렛 구조의 NPU를 개발 중입니다. 이 제품은 4개의 ‘리벨’ 칩을 칩렛 구조로 묶은 것입니다.
- 삼성전자: UCIe 규격을 적용한 칩렛 기술의 상용화를 준비 중입니다.
- TSMC: 5나노 공정을 활용해 UCIe 기반 칩렛을 상용화할 예정입니다.
- 넥스트칩: 차량용 ADAS AP ‘아파치’ 시리즈의 차세대 제품에 칩렛 기술 적용을 검토 중입니다.
- 퓨리오사AI: 차세대 NPU 제품에 칩렛 기술을 적용할 계획입니다.
맺음말
칩렛은 반도체의 생산을 효율적으로 하기 위한 기술입니다. 우리 기업들도 이 기술을 적극적으로 도입해서 반도체 산업분야에 선도적인 위치를 이어가기를 바라봅니다.