‘UFS3.0’ 내장 모바일용 AP ‘엑시노스 9825’, IR52 장영실상 수상!

지난 7월 10일, 과학기술정보통신부에서 주최하는 ‘IR52 장영실상 시상식’이 노보텔 앰배서더 에서 열렸습니다. 삼성전자는 ‘UFS3.0’을 내장한 모바일용 AP ‘엑시노스 9825로 14주차 IR52장영실상을 수상하는 영예를 안았죠.

최근에 출시된 스마트폰에서는 보다 좋은 화질의 영상을 관람하고자 하는 소비자들의 니즈를 충족시키기 위해 Full HD를 넘어 4K해상도의 영상을 감상할 수 있도록 기술이 발전했는데요. 고화질의 영상을 보다 보니 자연스레 소비하는 데이터 용량이 증가하게 됐고, AP에서 더 많은 데이터를 빠르게 저장하고 읽어오도록 도와주는 인터페이스 기술의 요구가 늘고 있습니다.

이번에 수상한 삼성전자 UFS3.0 인터페이스 기술은 바로 이러한 수요에 맞춰 개발된 모바일향 인터페이스 기술로 엑시노스9825모바일 AP에 최초로 적용되었습니다.

엑시노스9825는 지난해 8월 출시된 갤럭시 노트 10/10+에 탑재됐는데요, UFS3.0 인터페이스를 통해 기존 UFS2.1 대비 데이터 전송 속도를 2배나 향상시켰습니다. 첨단 기술의 집약체, UFS3.0 인터페이스 개발에는 과연 어떤 이야기가 숨어있을까요?

개발 주역들에게 듣는다! ‘UFS3.0 인터페이스’ 개발 스토리

IR52장영실상 시상식에는 ‘UFS3.0 인터페이스’ 개발의 주역인 삼성전자 DS부문 Foundry사업부 IP개발팀장 신종신 상무와 박재현 님이 참석했는데요. UFS3.0 인터페이스 개발과 관련된 비하인드 스토리를 함께 들어보겠습니다. 먼저, UFS3.0 인터페이스에 적용된 삼성전자의 핵심 기술은 무엇일까요?

엑시노스 9825에는 모바일 AP의 성능 향상을 위해 기존 UFS2.1 대비 두 배의 전송 속도를 갖는 UFS3.0이 적용됐는데요. 세계 최고 속도의 UFS 3.0 인터페이스를 세계 최초로 구현하기 위해 I/O의 대역폭을 확장하기 위한 이퀄라이저와 데이터 복원 등의 고속 아날로그 기술과 외부 환경 변화에도 일정 수준의 통신 상태를 유지하도록 하는 디지털 기술이 핵심입니다. 그리고 누구보다 먼저UFS3.0인터페이스를 삼성전자의 독자적인 기술력으로 완성한 것도 의미가 있고요.

Foundry사업부 IP개발팀 박재현 님

더욱이 엑시노스9825는 7nm EUV 공정으로 만들어진 최초의 모바일 AP라고 알고 있는데요. UFS3.0이 적용된 EUV 공정 AP가 갖는 의미에 대해 들어보겠습니다.

EUV공정은 최근 반도체 공정에서 가장 주목 받는 기술 중 하나입니다. EUV 파장은 기존 불화 아르곤의 14분의 1로 미세한 회로를 더욱 정확하게 찍어낼 수 있는데요. 모바일AP는 미세 공정으로 갈수록 동작 성능이 높아져 플래시 메모리와의 데이터 송수신을 담당하는 UFS 인터페이스 기술에 대한 필요도 높아지게 됩니다. 현재 EUV 기술은 전세계에서 삼성전자와 TSMC만 보유하고 있고, 삼성은 진화된 공정과 함께 필요한 IP를 제공하다는 점에서 특별한 의미가 있습니다.

Foundry사업부 IP개발팀 박재현 님

그렇다면, 제품 개발 당시 가장 어려웠던 점은 무엇일까요?

UFS3.0의 데이터 전송속도는11.648Gb/s로, 기가 인터넷이라고 하는 1Gb/s속도의 10배 이상이며 엑시노스 9825에 탑재된 인터페이스 IP 중 가장 빠른 속도로 작동합니다. UFS3.0은 개발부터 양산까지의 일정이 특히 짧았고 제가 속한 IP개발팀은 그 당시만 해도10Gb/s이상의 인터페이스 양산은 처음이라 심적인 부담이 상당했는데요 ‘이게 한 번에 잘 될까?’하는 두려움이 가장 큰 장벽이었고, 이를 극복한 것이 가장 큰 성과라 생각합니다. 현재는 UFS4.0 인터페이스 설계 기술을 개발하면서 다시 속도를 두 배로 올리고 있는데, 자신감이 생겨서인지 이전처럼 두렵지는 않습니다.
참고로 UFS4.0의 경우 데이터 전송 속도가 올라가면서, 이에 따른 전력 소모도 늘어나기 때문에 많은 것을 고려해야 하는데요. IP의 성능은 유지하되 전력 소모 증가를 최소화하는 것에 중점을 두고 있고, IP의 면적은 UFS3.0 보다 더 작게 만드는 것을 목표로 하고 있습니다.

Foundry사업부 IP개발팀 박재현 님

마지막으로 2020년 장영실상 수상 소감을 들어봤습니다.

최근에는 모바일 뿐 아니라 HPC/AI 영역에 많은 인터페이스 기술이 적용되고 있는데 고속으로 갈수록 공정/설계/시스템까지 더 다양한 영역의 지식과 협업이 필요합니다. 제가 대표로 상을 받았지만, S.LSI 사 SOC 설계팀과 Platform 개발팀, Foundry사 IP개발팀이 모두 함께 고생하며 이룬 성과입니다. 특히 IP 개발부터 호환성 검증까지, S.LSI 담당자들을 비롯한 모든 분들이 한 팀처럼 협업했기에 적기에 양산할 수 있었다고 생각합니다. 함께 고생한 모든 분들에게 감사 인사를 전하고 싶습니다.

Foundry사업부 IP개발팀장 신종신 상무

지금까지 삼성전자의 최첨단 기술이 집약된 UFS3.0 인터페이스의 개발 스토리를 만나보았습니다. 독자적인 자체 기술 개발로 시너지를 내고 있는 삼성전자! 다음 세대인 UFS4.0 인터페이스에서는 또 어떤 혁신을 보여줄지 기대됩니다.