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칩렛 기술의 현재 동향과 국내외 반도체 업계의 도입 사례 분석

일일 보고서 2024년 08월 29일
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목차

  1. 요약
  2. 칩렛 기술 개요
  3. UCIe 인터페이스와 표준화
  4. 국내 칩렛 기술 개발 및 상용화 사례
  5. 국외 주요 반도체 기업들의 칩렛 도입 사례
  6. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 차세대 반도체 제조 방법인 칩렛 기술의 현재 동향 및 도입 사례를 조사합니다. 칩렛 기술의 개요와 주요 장점, 필요성을 다루며, 특히 퀄리타스반도체의 UCIe 인터페이스 개발과 상용화 사례를 논의합니다. 또한, 인텔, 엔비디아와 같은 해외 빅테크 기업들의 칩렛 도입 사례와 차량용 프로세서에서의 기술 적용 현황을 분석합니다. 주요한 내용은 퀄리타스반도체가 칩렛 기술의 국산화와 상용화를 이끌고 있으며, UCIe 인터페이스가 반도체 성능 극대화에 기여하고 있다는 점입니다. 칩렛 기술은 인공지능, 자율주행 SoC와 같은 최신 어플리케이션에 필수적인 기술로 자리 잡고 있습니다.

2. 칩렛 기술 개요

  • 2-1. 칩렛 기술 정의

  • 칩렛 기술은 차세대 반도체 제조 방법으로, 서로 다른 이종 반도체를 연결하여 반도체 성능을 극대화하는 기술입니다. 최근 반도체 업계에서 가장 주목받고 있는 이 기술은 엔비디아의 인공지능(AI) 반도체 '블랙웰' 등 여러 차세대 반도체 칩들이 칩렛 구조로 제조되고 있습니다.

  • 2-2. 칩렛의 주요 특징 및 장점

  • 칩렛 기술의 주요 장점으로는 초고성능, 저전력 반도체를 요구하는 인공지능 어플리케이션에 최적화되어 있다는 점과, 파운드리 공정 미세화 한계를 극복할 수 있다는 점이 있습니다. 이로 인해 칩렛 기술에 대한 수요는 폭발적으로 증가하고 있으며, 글로벌 최첨단 반도체 기업들 사이에서 칩렛 기술을 차지하기 위한 경쟁이 치열하게 벌어지고 있습니다.

  • 2-3. 칩렛 기술의 필요성

  • 퀄리타스반도체는 UCIe(Universal Chiplet Interconnect express) 인터페이스를 개발하여 타 국내 IP 전문사의 UCIe Controller IP와 상호 호환성 검증을 성공적으로 완료하였다는 성과를 보였습니다. 이는 칩렛의 필요성을 더욱 부각시키며, 다양한 반도체 업체들이 UCIe 기술을 확보하기 위해 노력하고 있다는 점에서 칩렛 기술의 중요성이 확인됩니다.

3. UCIe 인터페이스와 표준화

  • 3-1. UCIe 인터페이스 개요

  • UCIe(Universal Chiplet Interconnect express) 인터페이스는 서로 다른 이종 반도체를 연결하는 차세대 반도체 제조 기술로, 현재 세계적으로 주목받고 있는 칩렛 생태계의 근본적인 표준입니다. 칩렛 기술은 파운드리 공정 미세화의 한계를 극복하기 위해 서로 다른 이종 반도체(다이)를 연결하여 반도체 성능을 극대화하는 특징을 가지고 있습니다.

  • 3-2. UCIe 컨소시엄 및 표준화 현황

  • UCIe는 2022년에 출범한 칩렛 생태계를 활성화하기 위한 컨소시엄입니다. 퀄리타스반도체는 UCIe 표준의 일환으로, UCIe PHY IP를 개발하였으며, 이를 통해 타 국내 IP 전문사의 UCIe Controller IP와 상호 호환성 검증을 완료하였습니다. 현재 UCIe 표준은 1.1까지 개발되었으며, 삼성전자, 인텔, TSMC 등 글로벌 기업들이 참여하고 있습니다.

  • 3-3. UCIe의 주요 기능과 이점

  • UCIe 인터페이스의 주요 기능은 고성능, 저전력 반도체를 요구하는 인공지능 및 자율주행 SoC를 지원하는 것입니다. 이를 통해 반도체 제조업체는 칩렛 기술을 활용하여 수율을 높이고 생산 비용을 낮출 수 있는 이점을 가지게 됩니다. 퀄리타스반도체는 UCIe IP를 국산화함으로써 외산 대체 효과를 기대하고 있으며, 다양한 고객사와의 계약을 진행 중입니다.

4. 국내 칩렛 기술 개발 및 상용화 사례

  • 4-1. 퀄리타스반도체의 칩렛 기술 개발 현황

  • 퀄리타스반도체는 5나노미터 공정으로 생산된 칩렛 반도체 설계자산(IP)을 상용화하며, 다음달 삼성전자 파운드리에서 UCIe IP를 활용한 칩렛 시제품 제작을 계획하고 있습니다. 본 기술은 서로 다른 반도체를 연결하여 고성능 칩을 구현하는 첨단 패키징 기술로, 외산 중심의 칩렛 IP 시장에서 첫 국산화 사례로 주목받고 있습니다.

  • 4-2. 퀄리타스반도체의 UCIe IP 표준화 및 검증 사례

  • 퀄리타스반도체는 초고속 인터페이스 기술인 UCIe PHY IP를 개발하고, 타 국내 IP 전문사의 UCIe Controller IP와의 호환성 검증을 성공적으로 완료하였습니다. 이로 인해 퀄리타스반도체는 다양한 칩렛 반도체에 국산 UCIe 솔루션을 제공할 수 있는 발판을 마련하였습니다. UCIe는 여러 글로벌 반도체 기업들이 참여해 공동으로 개발한 표준으로, 현재 반도체 업계에서 널리 자리 잡고 있습니다.

  • 4-3. 국산 칩렛 기술의 상용화 가능성

  • 퀄리타스반도체는 현재 다양한 고객사와 칩렛 논의를 진행하고 있으며, 올해 안에 계약 등 성과를 거둘 수 있을 것으로 전망하고 있습니다. 기존에 외산 제품에 의존하던 칩렛 솔루션에 국산화를 통해 상당한 외산 대체 효과를 기대할 수 있습니다. 앞으로도 다양한 고성능 반도체 기술의 발전과 함께 칩렛 기술에 대한 수요는 더욱 증가할 것으로 보입니다.

5. 국외 주요 반도체 기업들의 칩렛 도입 사례

  • 5-1. 인텔, 엔비디아 등 해외 빅테크 기업들의 칩렛 기술 도입

  • 인텔, 애플, 엔비디아 등 주요 빅테크 기업들이 칩렛 제품을 잇따라 선보이며 칩렛 기술의 수요를 증가시키고 있습니다. 이들은 UCIe(IP)와 같은 칩렛 표준을 채택하여 서로 다른 반도체를 고성능 칩으로 연결하는 기술을 활용하고 있습니다.

  • 5-2. 주요 IT 기업들의 UCIe 채택 현황

  • UCIe는 여러 대형 IT 기업들이 협력하여 개발한 오픈 규격으로, 칩렛 연결 기술에서의 호환성을 최적화하기 위한 목표로 사용됩니다. 현재 UCIe 표준 1.1이 마련되어 있으며, 내년 하반기에는 1.2 버전이 출시될 것으로 예상됩니다. 삼성전자, 인텔, AMD 및 마이크로소프트(MS) 등 많은 기업들이 이 규격을 사용하고 있습니다.

  • 5-3. 차량용 프로세서에서의 칩렛 기술 적용

  • 차량용 프로세서 제조사들은 칩렛 기술을 도입하는 속도가 빨라지고 있습니다. 박준 시높시스코리아 상무는 차량용 부문에서 UCIe의 채택이 내년 하반기부터 본격적으로 확대될 것이라고 예상했습니다. UCIe는 서로 독립적인 칩 조각을 연결할 수 있도록 하는 오픈 규격으로, 차량 제어, 인포테인먼트 및 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템) 통합이 논의되고 있습니다.

6. 결론

  • 리포트에서 분석한 내용에 따르면, 칩렛 기술과 UCIe 인터페이스는 반도체 업계에서 필수적인 기술로 부상하고 있습니다. 특히 퀄리타스반도체의 UCIe IP 개발과 상용화는 국내 반도체 기술의 중요한 전환점으로 평가됩니다. 해외 기업들도 다양한 칩렛 기술을 도입해 반도체 성능을 극대화하고 있으며, 이는 인공지능과 자율주행 등 고성능 어플리케이션에 중요한 역할을 하고 있습니다. 그러나 칩렛 기술의 상용화를 위해서는 표준화 및 상호 호환성 검증 등 추가 연구가 필요합니다. 미래에는 칩렛 기술이 더욱 발전하여 반도체 제조 비용 절감과 성능 향상에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다. 시높시스와 같은 선도 기업들의 협력도 기술 발전에 중요한 요소가 될 것입니다.

7. 용어집

  • 7-1. 퀄리타스반도체 [회사]

  • 퀄리타스반도체는 다양한 반도체 솔루션을 제공하는 IP 전문 기업으로, 최근 칩렛 기술 및 UCIe 인터페이스 IP의 개발과 상용화에 성공하였습니다.

  • 7-2. UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express) [기술]

  • UCIe는 패키지 내 다양한 칩렛 간의 인터페이스를 표준화한 기술로, 상호 호환성을 확보하고 반도체 성능을 극대화하는 데 기여합니다.

  • 7-3. 시높시스 [회사]

  • 시높시스는 반도체 설계 자동화 및 IP 솔루션을 제공하는 미국의 선도 기업으로, 주요 IT 기업들과 협력하여 칩렛 기술을 발전시키고 있습니다.

  • 7-4. 칩렛 (Chiplet) [기술]

  • 칩렛은 서로 다른 반도체를 하나의 패키지로 통합하여 제조 공정 효율성을 높이고 성능을 극대화하는 차세대 반도체 기술입니다.

8. 출처 문서