하이닉스반도체(대표 박상호 http://www.hynix.com)는 SoC 사업을 비메모리 사업부인 시스템IC컴퍼니(대표 허염 부사장)에 맡겨 메모리 사업부와의 협력 아래 특화기술을 적절히 접목, 경쟁우위의 SoC 표준제품(ASSP)과 SoC용 파운드리 공정 기술 개발에 초점을 맞추고 있다.
‘시스템IC컴퍼니’는 이를 위해 최근 연구개발 인력을 △SoC 특화 공정 △설계 기반 구조 △SoC 제품 개발 등 크게 세부문으로 나눴고 모바일 단말기용 싱글칩, CDRW 및 DVD롬 등 광제품 신호처리칩, 디지털 디스플레이용 이미지 스케일러칩, 디지털 비디오 카메라칩, CMOS이미지센서 통합칩, 블루투스 싱글칩 등 주력 제품군도 정했다.
특히 하이닉스는 그동안 쌓아온 메모리 제조공정기술을 근간으로 D램과 플래시메모리를 임베디드(내장)화해 로직과 접목시키는 한편, 외부 업체와 제휴를 맺어 다종의 반도체 지적재산(IP)을 확보, 자체 설계와 파운드리 서비스의 경쟁력을 높일 계획이다.
◇SoC용 미세공정기술=현재 0.18미크론(㎛) 공정을 일부 양산에 적용중인 하이닉스는 D램에 적용한 0.15㎛ 블루칩 기술을 하반기부터 로직 공정에 도입하는 데 이어 구리배선 기술이 적용되는 0.13㎛ 공정도 내년말까지는 양산 채비를 마칠 예정이다.
SoC 경쟁력을 높이기 위해 디지털과 아날로그가 혼재된 복합신호공정을 개발했고 RF무선통신시스템용 커패시터·저항·인덕터 등 수동소자를 로직 공정으로 구현할 수 있도록 했다. 또 D램과 S램, 플래시롬, EEP롬과 같은 다종의 메모리를 로직과 통합하는 MML공정기술을 개발, DVD플레이어·스마트카드 등에 적용중이며 컬러이미지센서 공정기술도 이종의 로직과 원칩화가 가능하다.
컬러STN, TFT LCD, 유기EL 등 평판패널디스플레이용 드라이버 IC를 제조하기 위해 고전압 공정과 MEMS공정을 개발해 잉크젯 프린터헤드나 VFD, LCoS 등에 적용하고 있다.
이밖에도 D램을 집적시키는 MDL(Merged DRAM/Logic)용 SoC를 위해서는 단품 D램에서 검증된 스택 셀을 이용해 0.25 및 0.18㎛ 공정을 개발, 최대 64Mb까지 집적이 가능하고 스마트카드에 필요한 EEP롬 등 비휘발성메모리(NVM)를 원칩화시키는 특화공정도 0.25∼0.18㎛까지 개발했다.
◇SoC용 설계 기반 구조=하이닉스는 SoC 설계에 필수적인 CPU 플랫폼, IP, 스탠더드 셀 라이브러리, 메모리 컴파일러 그리고 SoC 디자인 방법 등을 함께 마련중이다.
CPU 플랫폼에는 32bit CPU인 ARM7TDMI 및 ARM 720T을 근간으로 AMBA 버스를 사용하는 플랫폼과 8Bit CPU인 90시리즈가 제공되고 있고 ARM CPU 관련 페리페럴과 USB 디바이스 컨트롤러 등이 개발돼 있다.
특히 SoC용 파운드리 서비스를 위해서는 3DSP, e-MDT, 엑셀플래시, FTD, LEDA, sci-worx, 싱테스트, 베라트세트, 버추얼IP, 버추얼 실리콘 등과 협력을 맺어 디지털, 아날로그, RF부문 등 187개의 IP 및 디자인 서비스를 지원하고 있다.
또 현재 적용중인 0.18㎛ 표준 셀 S램 및 롬 컴파일러 I/O와 스페셜 I/O가 연말에는 0.15㎛, 내년에는 0.13㎛으로 미세화되고 모든 라이브러리와 컴파일러의 품질과 신뢰성 검증을 위해 LQV, CTV 그리고 EVA 테스트 칩을 통해 웨이퍼 단위의 검증을 완료했다.
이밖에도 복합신호용 각종 디자인키트를 개발해 고객에게 제공중이며 IP활용도를 높이기 위해 하드웨어 방식으로 구분했다. 로직 합성 단계에서부터 위치를 고려해 와이어 로드(Wire Load) 값을 활용해 프런트 엔드 설계를 바꿨으며 백엔드 설계에서는 물리위치와 라우팅에 하드웨어 매크로 블록을 채택했다.
◇주력 SoC 제품=하이닉스가 주력하고 있는 SoC 부문은 ARM720T CPU 플랫폼을 근간으로 DSP, SRAM, 그래픽 제어기, 각종 주변 입출력 기능을 집적한 휴대정보기기용 모바일 SoC로 PDA, 텔레매틱스, 이동전화단말기 등에 적용할 제품이다.
국내 업체들이 상당한 시장을 점유하고 있는 광저장장치용 SoC는 DSP에 D램·서보 제어기·MCU 및 ATAPI 인터페이스 등의 IP를 국내 벤처기업과 함께 개발, 하나의 칩에 집적한 것으로 CD롬 신호처리에 주로 적용되며 최근 고객인증을 마치고 양산에 들어갔다. 또 CDRW 및 DVD롬 신호처리 SoC도 DSP를 기반으로 16Mb D램을 집적했다고 MPEG 복조기 기능을 집적시킨 후속 제품은 올해말 출시될 예정이다.
LCD, PDP 등 평판디스플레이에 사용되는 화면크기보정칩은 다양한 포맷으로 입력되는 그래픽 또는 비디오 데이터를 목표 디스플레이에 적합하도록 데이터를 변환하고 보상하는 것으로 CPU와 EEP롬 등이 내장됐다. 특히 0.25㎛ CMOS MEEL 공정을 적용, 160㎒의 작동 속도가 가능해 고성능 LCD 모니터에 대응할 수 있다.
이외에도 ARM720T CPU 플랫폼을 근간으로 S램과 각종 I/O, 동영상 압축 및 복원이 가능한 디지털 캠코더용 SoC와 CMOS 이미지센서, 이미지신호처리프로세서를 집적하는 SoC 그리고 블루투스 모뎀 기능과 RF 기능을 집적한 블루투스 싱글칩을 개발중이다.
◇허염 하이닉스 시스템IC컴퍼니 대표(부사장)
SoC 사업은 수요 확대와 주문량 증가에 힘입어 크게 호조세를 보이고 있음에도 불구하고 메모리 사업부 매각 때문에 활성화에 어려움을 겪어왔다. 그러나 ‘시스템IC컴퍼니’로 분리하고 독자 행보를 강화하면서 SoC 사업의 내재가치를 제고할 수 있고 외자 유치를 통해 자금 확보도 가능해 하이닉스나 채권단, 산업인프라 강화 모두에 도움이 될 것으로 본다.
현재 계획은 비메모리·메모리 혼용라인인 청주 팹5를 0.18㎛ TSMC 표준 로직 공정으로 전환하는 등 업그레이드 비용 2억∼2억5000만달러를 전략적 고객을 통해 유치할 계획이다. 이는 하이닉스의 SoC 생산 능력을 8인치 웨이퍼 기준으로 월 10만장 이상으로 끌어올리게 되며 수익발생을 통한 재무구조 개선과 내년 하반기 기업공개(IPO)를 통해 외부 잉여 자금 확보도 가능할 것으로 본다.
메모리와 비메모리 사업을 통해 확보한 다양한 공정기술과 IP 및 라이브러리, 디자인키트는 SoC 사업에 큰 도움이 되고 있으며 메모리 팹을 전환해 사용하는 만큼 원가경쟁력도 높아 파운드리사업도 지난해 업계 4위를 차지하는 등 가능성을 인정받고 있다.
<정지연기자 jyjung@etnews.co.kr>