NXP, 반도체 수급난에도 TSMC 핀펫 공정으로 車반도체 양산

네덜란드 반도체 기업 NXP반도체(이하 NXP)가 16나노 차량용 반도체 양산에 나선다.

NXP는 컴퓨텍스 2021에서 “TSMC의 16나노미터 핀펫 공정기술을 통해 차량용 네트워크 프로세서와 레이더 프로세서를 양산할 것”이라고 전했다. 이를 통해 차량용 반도체의 성능과 전력효율성을 높여 차세대 자동차 시장을 공략할 전망이다.

차량용 반도체는 일반적으로 28~40나노 공정에서 생산된다. 따라서 첨단 공정 시설을 갖추지 않은 파운드리(반도체 위탁생산) 업체에서도 차량용 반도체를 생산할 수 있었다. 하지만 이제는 자동차 한 대에 탑재되는 기술이 다양해지고 있다. 그만큼 반도체의 구조도 복잡해지고 있는 상황이다.

반도체 시장 전문가는 “이제는 단순히 저성능의 차량용 반도체를 대량 생산하는 것을 넘어 성능과 전력효율성 등 여러 기능을 갖춘 차량용 반도체를 생산하는 것이 필요하다”고 말했다. 그의 설명에 따르면, 차량용 반도체의 성능만 무한정 상승하면 그만큼 전선이 복잡해지고 노드의 밀도도 높아진다. 따라서 발열이 심해지고 전력 효율성은 낮아진다.

특히 자동차에 자율주행, 인포테인먼트 등 소프트웨어 및 시스템 요소도 다수 탑재되기 시작하면서, 전력 효율성을 갖추는 것이 더욱 중요해졌다. 반도체 시장 전문가는 “차량에서 다양한 시스템을 주행하는 동안 안정적으로 구동하기 위해서는 전력 효율성이 필수적”이라고 말했다.

NXP가 선택한 공정은 TSMC의 핀펫 기술이다. 핀펫 기술이란 노드 배치 시 공간 효율성을 확보하기 위해 3D 구조로 각 부품을 배치하는 공정을 말한다. 기존 2D 구조로 평면에 모든 부품을 배치하던 것에 비해 공간 효율성을 확보해, 더 높은 밀도의 칩을 생산할 수 있다. 이 핀펫 기술을 삼성전자는 14나노부터, TSMC는 16나노부터 탑재하고 있다.

NXP 관계자는 “TSMC의 광범위한 자동차 프로세스 로드맵의 지원을 받아 NXP의 이번 제품군에 16나노 핀펫 공정을 도입할 수 있었다”며 “이후 TSMC의 첨단 공정인 5나노 공정 기술을 도입할 수 있는 발판도 마련한 셈”이라고 전했다.

이번에 NXP가 TSMC에서 양산하기로 한 반도체는 ▲S32G2 ▲S32R294다. S32G2는 차량용 네트워킹 프로세서다. 클라우드 연결, 무선 업데이트 등의 기능을 제공하고, 다양한 데이터 기반의 서비스가 가능하도록 한다. 또한, 차세대 차량 아키텍처를 구축하고 자율주행 프로세서 역할 등 컨트롤러의 역할도 수행할 전망이다.

S32R294는 레이더 프로세서다. 첨단 코너 레이더, 장거리 전방 데이터뿐만 아니라 사각지대를 감지하고 차선 변경 등 고급 기능도 구현할 수 있다. 특히, 이는 선진국에서 시행되는 자동차 안전평가제도인 NCAP(New Car Assessment Program)를 충족할 예정이다.

NXP 관계자에 따르면, TSMC의 16나노 기술을 통해 여러 장치를 하나로 통합하고, 프로세서 크기는 줄이고 성능은 높인 강력한 시스템 온 칩(SoC)를 구현할 방침이다.

C.C. 웨이(C.C. Wei) TSMC CEO는 “자동차가 정교한 컴퓨팅 플랫폼으로 변모하면서 반도체의 중요성이 커지는 가운데, NXP는 설계·품질·기능 안전의 우수성을 오랜 기간 지켜왔다”며 “TSMC는 16나노 공정뿐만 아니라 선도적인 회로 배치 기술과 자동차 등급 제조 품질을 통해 지속해서 협업해 나가도록 지원할 것”이라고 말했다.

커트 시버스(Kurt Sievers) NXP 최고경영자(CEO)는 “S32G2, S32R294 모두 양산 준비를 완료했으며, 이 제품들은 안정적으로 자동차를 운영할 수 있도록 만들 예정”이라며 “NXP는 TSMC와 오랜 파트너 관계를 맺어 왔으며, 이례적인 반도체 수급난에도 지원해 준 것을 감사하게 생각한다”고 전했다.

글. 바이라인네트워크
<배유미 기자> youme@byline.network