개방형 반도체 설계 활용해서 5G칩 개발

■ 개방형 반도체 설계 활용해서 5G칩 개발

 

● 무료 개방형 반도체 설계 시스템, 리스크 파이브 (RISC-V)

 

삼성전자가 해외 업체에 특허 이용료(로열티)를 내지 않는 개방형 반도체 설계 자산(IP) ’리스크 파이브‘(RISC-V) 시스템을 이용하여 시스템 반도체를 생산한다. 새로운 방식으로 양산하는 5세대(5G) 이동 통신칩은 2020년에 나올 삼성 스마트폰에, 인공 지능(AI) 이미지 센서는 향후 생산될 자동차에 들어간다. 삼성전자가 새로운 반도체 생태계 구축에 나섰다는 평가가 나온다. 2030년까지 인텔을 제치고, 시스템 반도체 세계 1위로 올라서는 게 삼성전자가 내세운 목표이다.

 

삼성전자는 2019년 12월 10일 미국 새네제이에서 열린 ‘리스크 파이브(RISC-V) 서밋’에 참가해 리스크 파이브를 활용한 반도체 생산 계획을 공개했다. 리스크 파이브(RISC-V)는 2010년 한국인 이윤섭 박사를 포함해서 미국 UC버클리 학자 3명이 주축이 돼서 개발한 개방형 반도체 설계 자산(IP) 시스템이다. 1990년대 마이크로소프트(MS) PC 운영 시스템(OS)인 윈도에 대항해 나온 무료 OS 리눅스와 비슷하다. 이 때문에 업계에선 리스크 파이브를 ‘반도체판 리눅스’로 부르고 있다.

 

삼성전자는 2019년 처음으로 리스크 파이브(RISC-V)를 이용해서 2세대 5G용 통신칩을 생산했다. 이 칩을 2020년에 나올 삼성의 플래그십 스마트폰에 넣을 계획이다. 리스크 파이브의 IP로 개발한 AI 이미지 센서는 같은 시기 자동차용 반도체에 장착한다. 삼성전자는 시스템 반도체를 개발할 때마다 해외 업체에 로열티를 지급했다. 모바일 반도체는 영국 ARM에, PC와 서버용 반도체는 미국 인텔에 돈을 냈다. 두 회사가 시스템 반도체 설계도의 원본이나 마찬가지인 반도체 설계 자산(IP)을 보유하고 있어서이다.

 

● 삼성 '반도체판 리눅스' 활용해 5G칩 개발, 인텔 의존도 낮춘다.

 

앞으로 삼성전자가 리스크 파이브(RISC-V)의 무료 반도체 설계도를 쓰면, 생산 원가를 절감할 수 있다. 메모리 반도체 분야에서 삼성전자와 경쟁하는 인텔의 견제나 영향에서 자유로울 수 있는 이점도 있다. 업계 관계자는 “반도체를 설계하는 팹리스 업체와 생산만 전담하는 파운드리 업체, 그리고 모든 부품 업체가 반도체 원천 특허를 보유한 인텔과 ARM이 정하는 원칙에 따라 움직였다. 앞으로 삼성이 무료 설계도인 리스크 파이브를 이용하면, 대부분 업체가 그에 맞게 생산하게 돼서 시스템 반도체 생산 패러다임이 바뀔 수 있다”고 말했다.

 

인텔과 ARM은 리스크 파이브(RISC-V)를 견제하고 있다. 하지만, 삼성전자를 비롯해 퀄컴. 구글. 엔비디아 등이 리스크 파이브 회원사로 가입해 있어서 저울추가 기울기 시작했다는 평가가 나온다. 리스크 파이브를 중심으로 한 반도체 생태계가 더 커질 것이란 얘기이다.

 

● 반도체 개발, ‘3대 전략’으로 인텔의 장벽 넘는다.

 

리스크 파이브(RISC-V)의 등장으로 삼성전자가 운신할 수 있는 폭이 넓어졌다. 삼성전자는 세계 1위 메모리 반도체 업체지만, 시스템 반도체 분야에선 후발 주자이다. 리스크 파이브 등이 제공하는 반도체 설계 자산(IP)이 꼭 필요한 상황이다.

 

시장에서는 삼성전자가 주요 시스템 반도체를 자체 생산할 수 있다고 전망한다. ★ 스마트폰의 두뇌로 불리는 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)는 지금처럼 ARM의 유료 설계도를 활용하겠지만, ★ 다른 분야에선 대안을 모색할 가능성이 높다는 분석이다. 1) 자체 개발 2) 전략적 제휴 3) 리스크 파이브가 삼성전자가 고를 수 있는 선택지이다.

 

● 향후 2030년, 시스템 반도체 세계 1위 정조준

 

미래 AI 시대 핵심 반도체로 꼽히는 ★ 신경망 처리 장치(NPU)는 삼성전자 스스로 자체 개발한다는 목표를 세웠다. 이어 스마트폰의 처리 속도를 빠르게 하는 그래픽 처리 장치(GPU)는 미국 AMD와 제휴하기로 했다. 삼성전자는 2019년 06월 ★ GPU 분야에 대해서는 AMD와 반도체 설계 자산(IP)을 전략적 제휴하여 공유하기로 합의했다. ★ 일반 센서와 통신칩 같은 분야에선 리스크 파이브 자산을 활용할 계획이다. 삼성전자 관계자는 “리스크 파이브 체계가 더욱 정교해지면, 애플리케이션 프로세서(AP) 같은 고사양 반도체를 개발하는 것이 용이해진다. 리스크 파이브를 적극적으로 활용할 것”이라고 말했다.