미반도체, 원칩시스팀 시대 개막

하나의 칩에 필요한 모든 성능을 집적시킨 "원 칩 시스팀 (one chip system) "의 시대가 열리고 있다. 지난 71년 미국 인텔사가 마이크로프로세서를 개발 한 이후 20년이 넘는 기간동안 반도체 업계는 하나의 칩에 시스팀 전체의 성능을 담을 수 있는 제품 개발에 힘을 쏟고 있다. 인텔의 테드 호프는 지난71년 일본 비지컴사의 전자 계산기용 칩을 개발하던중 우연한 기회에 마이크 로프로세서를 개발했다.

이를계기로 75년에는 특수 마이크로프로세서에 특별한 작업을 수행하는 회로를 덧붙인 마이크로 컨트롤러가 등장했고, 82년에는 주문형 반도체 ASIC이 개발되면서 원 칩 시스팀의 개발은 더욱 가속화되고 있다.

여기에반도체 기술의 발전은 보다 성능이 향상된 원 칩 시스팀의 등장을 약속하고 있다. 반도체 업계는 하나의 칩에 보다 많은 수의 트랜지스터를 집적 시키는 기술 연구에 집중해왔으며 실로 놀랄만한 성과를 거두었다.

71년인텔이 개발한 마이크로프로세서는 2천7백개의 트랜지스터로 구성돼 있으나 지난해 인텔이 발표한 고성능 "펜티엄" 칩의 경우 3백10만개의 트랜 지 스터가 집적돼있다. 23년만에 1천배 이상 집적도가 향상되는 획기적인 발전 을 이룬 것이다.

또한EDA (전자부문 자동설계)를 비롯해 컴퓨터를 이용한 칩 설계 툴 분야에서도 새로운 제품이 등장함에 따라 주문형 칩의 생산을 보다 신속하고 간편 하게 해주고 있다.

모토롤러사의 한 관계자는 얼마전만해도 특수 설계에 의한 주문형 칩 생산 서비스는 일부 대형 고객들에게만 주어졌으나 이제는 거의 모든 사람들에게서비스를 제공하고 있다고 밝혔다.

자동차업체나 컴퓨터 업체, 또는 기타 다양한 전자 제품 업체들에게 그들이필요로하는 칩을 공급해줄수 있게된 것이다.

그만큼칩의 설계및 생산이 손쉬워졌기 때문이다.

이처럼자신들의 용도에 맞게 만들어진 칩을 공급받는 업체들의 입장에서는 표준 설계에의한 칩을 이용할때보다 제품의 신뢰도와 성능을 높일수 있고 필요한 칩의 수와 생산경비는 줄일수 있어 "1석4조"의 효과를 거둘수 있다.

때문에모토 롤러를 비롯, VLSI 테크놀러지, 텍사스 인스트루먼츠(TI), LSI 로직사등 미국의 주요 반도체 업체들은 원 칩 시스팀이 집적회로(IC)의 차세 대 물결이라고 인식하고 있다.

회로설계 소프트웨어 전문업체인 멘토 그래픽스의 월든 C 라인즈 사장은 오는 2000년 까지 원 칩 시스팀의 시장규모는 1백억달러를 넘어설 것이라고 전망하고 있다.

모토롤러는이미 자사의 마이크로 프로세서를 바탕으로 특수 용도의 칩을 만드는 사업을 시작했다. 이 부문은 1년사이에 25%의 성장세를 보일 만큼 유망한 사업으로 모토롤러는 이 부문이 앞으로 5년 이내에 자사의 마이크 로프 로세서 매출액의 15%를 차지하게될 것으로 전망하고 있다.

물론원 칩 시스팀이 모든 제품에 사용되는 만능 해결사는 아니다. 예를 들어 PC 업체들은 특수한 용도를 갖는 원 칩 시스팀 보다는 보다 많은 트랜지스터를 탑재한 마이크로프로세서에 의존하고 있기 때문에 상대적으로 이 부문에 대한 관심이 낮은 편이다.

또한PC의 경우에는 다양한 성능을 실현하기 위해 마이크로프로세서 이외에도 주변 칩이 중요한 역할을 맡고 있어 마이크로프로세서의 기능과 주변 칩의 기능을 단순화시킬 수밖에 없는 원 칩 시스팀의 필요성을 감소시키고 있다. 그러나 시스팀의 크기가 작고 전력 소모가 적으며 생산 단가가 높은 전자 제품 분야에서는 단일 칩 시스팀에 대한 관심이 점점 더 높아지고 있다.

미반도체 업계의 전문가는 내년께 애플 컴퓨터와 제너럴 매직사가 단일칩으 로 구성된 PDA(개인용 정보단말기) 제품을 개발할 것으로 전망하고 있다. 이어서 원 칩 시스팀은 휴대전화, 전자게임기, 무선 팩시밀리, VCR등으로 범위 를 넓혀 나갈 것으로 기대된다.

또한특수 기능을 갖는 단일 칩으로 성능향상을 꾀하고 있는 핵심 분야 가운 데 하나가 바로 자동차업계다. 포드 자동차사는 오는 97년 모델 부터 "파워 PC"를 기반으로 한 자동차를 선보일 계聖이다.

모토롤러는 자동차 업계에서 "파워 PC"의 영역을 확대하기 위해 최근 애플 컴퓨터가 발표한 데스크톱 PC에 내장된 "파워 PC"칩보다 크기가 25% 정도 작은 칩을 별도로 개발하고 있다.

지속적인반도체 기술의 발달로 2000년께는 하나의 칩에 내장되는 트랜 지스 터의 수가 5천만개에서 1억개 수준으로 늘어날 것으로 예상되고 있으며 이에따라 원 칩 시스팀도 보다 향상된 성능을 실현할수 있을 것으로 기대된다.

예를들어 저녁 시간에 영화를 한편 보기 위해 VCR에 프로그램을 넣을 경우VCR는 사용자에게 저녁인사를 하며 저녁을 먹지 않았다면 피자를 주문하겠느냐고 질문을 하게 될지도 모른다.

AT&T마이크로일렉트로닉스의 마크 스미스씨는 서로 다른 언어를 사용 하는사용자들이 통화를 할 경우 즉석에서 상대방의 메시지를 통역해 주는 기능을 갖는 휴대전화도 등장할수 있다고 말했다.

또한 2000년대에는 하나의 칩으로 메인프레임급의 성능을 실현 하게 될수도있으며 이를 바탕으로 뛰어난 기능을 가진 전자제품의 시대가 열릴 것으로기대된다.