<시리즈> 최신 LSI 기술동향 (중);네트워크 LSI

<무선통신분야>

무선통신분야에서는 우선 용도면에서 휴대전화기용, 그 중에서도 유럽의 디지털휴대전화규격인 GSM 기기용의 개발에 대한 관심이 가장 많았다는 점이 특징이다.

이는 사실 GSM방식이 유럽 뿐 아니라 중국 등 아시아와 미국의 일부 지역 등에서도 채용돼 사실상의 세계표준규격으로 정착해 있음을 반영하는 것이다.

이와 관련해 특히 주목되는 것은 미국의 루슨트 테크놀로지와 일본의 히타치제작소가 GSM 휴대전화기용으로 각각 시험제작한 멀티 칩 모듈(MCM)과 실리콘 파워 앰프 모듈.

루슨트의 MCM은 실리콘칩 상에 GSM 휴대전화기용 트랜시버(송수신) 칩을 탑재한 게 특징이다. 구체적으로는 7x7mm 크기의 실리콘 기판 상에 콘덴서, 저항기 등을 집적하고, 같은 기판 상에 트랜시버 칩을 실장해 하나의 패키지로 하고 있다. 이에 따라 실장면적을 32평방mm 줄였다고 루슨트측은 밝힌다.

히타치의 파워 앰프 모듈은 전원전압 +3.6V의 GSM방식 휴대전화기용으로 1x1.2mm 크기의 실리콘 칩을 사용해 8x13.5mm 크기의 모듈을 만들어 결과적으로 패키지 체적 0.2cc를 실현하고 있다. 전송전력은 최대 4W이고, 효율은 47%(송신전력 3.5W 때)이다.

또 다른 특징은 지금까지는 주로 개별 부품으로 사용해 온 트랜스(변압기) 등 소자를 실리콘칩에 집적하는 LSI관련 연구 성과도 크게 늘었다는 점이다.

이와 관련해 주목되는 것은 미국의 오리건 주립대학과 아리조나 주립대학이 공동으로 발표한 9백MHz대 휴대전화기용 LNA(저잡음 앰프) LSI.

이것은 트랜스를 집적한 실리콘칩 상에 다른 소자도 집적한 게 특징이다. 트랜스는 2개의 병행하는 테이프 형태로 돼 있는 금속을 같은 평면 상에 나선 모양으로 배치해 형성하는데 LNA를 트랜스로 구성함으로써 종전의 인덕터 구성법보다 칩 면적을 작게 할 수 있다고 개발자들은 밝히고 있다.

무선통신분야에서는 이밖에도 고속무선 LAN(근거리통신망) 등에 이용할 수 있는 LSI도 발표돼 관심을 끌었다. 일본 NEC가 개발한 5GHz대 트랜시버 LSI가 그것으로 IF(중간주파)신호(4백-7백MHz)를 입력 또는 출력하고, RF(무선주파)신호도 출력 또는 입력한다.

5백GHz대는 2.4GHz대(산업기기나 의료기기용으로 할당된 주파수대)에 비해 전송속도가 높은 무선 LAN용으로 구미에서는 지금 당장에라도 이용가능하고, 일본에서도 수년내에는 이용할 수 있을 것으로 예상되고 있다.

<유선통신분야>

유선통신분야의 가장 큰 특징은 SONET(Synchronous Optical Network)용 전송LSI나 ATM(Asynchronous Transfer Mode : 비동기전송모드)용 스위치 LSI 등 최근 몇 년간 화제가 돼 온 기간망용이 자취를 감추고 LAN용이나 기기간 내부접속(인터커넥트)용 LSI가 집중 소개된 점이다.

이와 관련해 주목되는 것은 미국 휴렛패커드(HP)의 시리얼 데이터전송용 트랜시버 칩 세트, NEC의 파이버채널(전송거리가 최대 10km로 긴 시리얼 인터페이스로 최대 데이터전송속도가 초당 약 1백M바이트)용 트랜시버 LSI, 서울시립대학과 미국 IBM이 공동개발한 光인터커넥트 송신용 LSI 등이다.

HP의 트랜시버 칩 세트는 송신과 수신용 등 두 개의 칩으로 구성되며, 동축(同軸)케이블을 이용해 10Gbps의 전송속도를 실현하고 있다. 직경 0.19 mm의 동축케이블을 이용해 21피트(6.3m) 전송했을 때 비트 오차율은 10마이너스14승 이하로 극히 작다.

NEC의 트랜시버 LSI는 데이터 전송속도가 4.25Gbps로 빠르고, 소비전력이 6백mW로 매우 낮은 게 특징이다. 지난 95년의 「ISSCC95」에서 IBM이 파이버채널용으로 발표한 시작품의 경우 전송속도는 1.062Gbps이고 소비전력은 1.2W였다.

서울시립대와 IBM의 광인터커넥트 송신용 LSI는 총 20개의 광파이버를 사용하는데 광파이버 1개당 전송속도는 5백Mbps이고, 20개를 모두 합치면 1Gbps에 이른다. 소비전력은 2.3W이고, 전원전압은 +3.3V이다.

한편 고속통신용 LSI 이외로는 PC와 디스플레이간 데이터 통신용 LSI관련 발표가 많았는데 이와 관련해 특히 관심을 모은 것은 서울대학교와 미국의 실리콘 이미지가 공동으로 개발한 액정디스플레이(LCD)용 영상데이터 송수신 칩 세트.

데이터 전송속도가 4.5Gbps인 이 칩 세트는 1천2백80x1천24 화소의 SXGA(super extended graphics array)에 대응한다. 전원전압은 +3.3V이고, 소비전력은 송신용 4백80mW, 수신용 2백60mW이다.

<방송분야>

방송분야의 주된 특징은 지상파, 위성, 케이블 등 디지털 TV방송관련 연구개발이 두드러졌고 그 성과들이 유럽업체에 집중돼 있다는 점이다.

그 중 특히 주목되는 것은 프랑스텔리콤 CNET과 SGS톰슨 및 필립스세미컨덕터가 공동으로 개발한 디지털 지상파방송 유럽규격 「DVB-T(Digital Video Broadcast-Terrestrial)」대응 복조(復調)용 칩 세트. DVB-T는 일본 디지털 지상파TV방송의 원안이기도 하다.

이 칩 세트는 OFDM(orthogonal frequency division multiplex)복조용 LSI와 전송로 보상(補償)용 LSI로 구성되는데 모두 제조기술로 0.5미크론 CMOS(상보성금속산화막반도체)를 이용하고, 전원전압은 +3.3V이다. 소비전력은 각각 0.8W, 1.2W이고, 칩 크기는 1백30평방mm, 1백40평방mm이다.

<신기성 기자>