소시오넥스트, 3차원 SoC 설계 플로우 확립

개발 속도 향상, 커스텀 SoC 사업에 탄력

일본 반도체 기업 소시오넥스트는 미국 EDA(전자설계자동화) 벤더 Synopsys와 손을 잡고 최첨단 3차원 SoC(System on Chip) 설계 플로우를 확립했다. 이 설계 플로우를 적용하면 로직 다이(칩렛) 위에 또 다른 로직 다이를 적층하는 3차원 SoC를 단기간에 개발할 수 있다. 이러한 SoC는 대면적의 단일 다이 기반의 평면 SoC보다 처리 성능(속도)이나 소비 전력, 수율 측면에서 우수하다. 3nm(나노미터)/2nm 세대 이후의 첨단 공정 영역에서 소시오넥스트의 커스텀 SoC 사업에 탄력을 더할 전망이다.

소시오넥스트는 이번 설계 플로우에 관한 발표를 Synopsys 일본법인의 프라이빗 행사 ‘SNUG Japan 2025’(2025년 9월 19일, 도쿄 개최)에서 진행했다. 발표 제목은 ‘3DIC 설계의 현장에서’로 다소 평범하지만 내용은 매우 인상적이었다.

소시오넥스트는 팹리스 반도체 기업으로, 2015년 3월 1일에 후지쓰 세미컨덕터(구 후지쓰의 반도체 부문)와 파나소닉의 SoC 사업을 통합해 출범했다. 초기에는 ASSP(Application Specific Standard Product: 특정 용도용 반도체 제품)를 주력으로 했으나, 2018년 4월에 회장 겸 CEO에 취임한 히즈카(肥塚) 씨가 주력 사업을 ASSP에서 커스텀 SoC로 전환하면서 실적을 크게 끌어올렸다. 현재는 3nm, 2nm 등 첨단 공정 기반 반도체 개발과 함께 2.5차원 및 3차원을 포함한 다양한 패키징에도 대응하고 있다.

동적 할당으로 낭비 줄여

NEC는 올 1월 하순, 신형 서버 ‘NEC Composable Disaggregated Infrastructure(CDI) 솔루션’ 제공을 개시했다. AI(인공지능) 기반으로 활용되는 것을 상정하고 있다. GPU(화상처리반도체) 등 IT 자원을 일반 서버보다 효율적으로 활용해 설비 투자 및 운용 코스트를 낮출 수 있다고 한다.

일반적인 서버의 경우, CPU(중앙연산처리장치)와 GPU, 메모리가 동일한 케이스에 수납되어 동작하기 때문에 어떤 케이스의 처리에서 GPU가 다수 필요할 때에 다른 케이스를 통해 GPU를 융통하는 것은 기본적으로 불가능하다.

이에 반해 NEC CDI 솔루션은 필요할 때 필요한 수량의 GPU를 탑재할 수 있는 서버 환경을 구축할 수 있다. 전용 관리 소프트웨어 ‘NEC CDI Manager’를 활용해 GPU 등 IT 자원을 동적으로 할당하는 구조를 실현했다.
 

저압 주조를 채택해 중공 구조 실현

도요타자동차는 차체 골격 전체에 알루미늄 합금을 채택한 신형 스포츠카 ‘GR GT’를 2027년에 출시할 계획이다. 골격 전체에 알루미늄 합금을 사용하는 것은 도요타로서는 최초이다. 알루미늄 합금 채택으로 철강재 골격에 비해 가볍게 만들 수 있다. 접합 방식을 개선하고 모래 금형을 이용한 저압 주조를 채택해 강성도 높였다. 운동 성능을 높여 레이스에서 이길 수 있는 양산차를 실현하여 브랜드 가치 향상으로 이어나갈 방침이다.

-- 중공(中空) 구조로 경량화와 강성을 양립 --
GR GT의 차체 골격은 레이스 사양 차량 ‘GR GT3’의 베이스가 된다. 경량화와 높은 강성을 양립할 수 있게 된다면 GR GT3의 서킷 주행 시의 가속 성능과 회전 성능을 향상시킬 수 있다. 일반적으로 철강재 등을 사용한 골격의 무게는 수백 킬로그램으로 무겁다. 과거 독일의 Audi가 전체 알루미늄 차체를 개발했을 때에는 차체 골격의 무게가 거의 절반으로 줄었다고 한다.

GR GT에서는 복잡한 형태의 대형 부품에 알루미늄 주조재, 그 사이를 연결하는 직선 부재에는 알루미늄 압출재를 사용한다. 주조는 형상의 자유도가 높고 강성을 높이기 쉽다. 또한 복수의 부품을 일체화함으로써 부품 수를 줄여 경량화할 수 있다는 장점도 있다.

주조 부품을 채택하는 곳은 전후 서스펜션 체결부, A필러 하단부 부근, 전후 센터 터널 부근 등 총 7곳이다. 프론트 서스펜션 결합부는 좌우를 일체화해 부품 수를 줄였다.

상하수도의 이상 감지, 후보로 급부상

매설관 파손이나 지반 함몰을 유발하는 지하 공동을 광범위하고 고빈도로 탐지하는 ‘리모트 센싱(원격탐사) 기술’의 유력 후보로 광섬유가 급부상하고 있다. 2026년에는 기초 연구 단계를 넘어 실증 단계로 진입한다.

효고현 롯코산을 횡단하는 3기 아시베다니 송수 터널에서는 건전도 모니터링 기술을 모색하고 있다. 건설 후 약 60년이 경과한 이 터널의 갱신 공사 과정에서 2025년 8월, 감시의 핵심이 되는 광섬유 케이블 설치를 완료했다.

기존의 마제형 콘크리트 터널 내부에 직경 2.1m의 강관을 삽입하고, 강관과 기존 구조물 사이의 3개 지점에 관축 방향으로 광섬유를 배치한 뒤 그라우트를 충전했다. 갱신과 함께 설치된 광섬유의 총 연장은 약 4km에 달한다.

발주처인 한신수도기업단 기술부 정수계획과의 고바야시(古林) 주간은 “노후화로 인한 누수 소리나 관로의 진동, 변형 등을 광신호 변화로 감지해, 어디에서 어떤 이상이 발생했는지 파악할 수 있게 하고 싶다”라고 기대를 밝혔다. 한신수도기업단은 고베대학교, Neubrex(고베시)와 공동 연구를 진행 중이다.

광섬유 케이블은 현장 사무소로 인입되며, 사무소 내에 설치한 계측 장비를 통해 데이터를 수집한다.

쓰쿠바 거점에 중국 XYZ Robotics의 로봇 도입

마루베니(丸紅) 그룹의 물류 기업인 마루베니 로지스틱스는 트레일러에 실린 컨테이너에서 화물을 내리는 데바닝(Devanning) 작업에 로봇을 도입했다. 이동 매니퓰레이터형 로봇이 물류 센터의 하역작업장에 정차된 컨테이너 안에 자동으로 들어가 적재된 종이상자에 들어 있는 화물을 가지고 밖으로 운반한다. 이를 통해 사람 4~6명이 필요했던 하역 작업을 자동화했다. 이 이동 매니퓰레이터형 로봇은 이바라기(茨城)현 쓰쿠바미라이시에 위치한 마루베니 로지스틱스의 물류센터 ‘쓰쿠바 물류센터’에서 현재 가동되고 있다.

마루베니 로지스틱스가 도입한 것은 중국 XYZ Robotics의 데바닝 로봇 ‘RockyOne’. AGV의 상부에 로봇핸드가 탑재되어 있는 구조이다. 로봇의 후면에 컨베이어가 탑재되어 있어 로봇이 파지(把持)한 화물은 그대로 컨베이어를 통해 컨테이너 밖으로 운반된다.

마루베니 로지스틱스는 RockyOne의 “국내 첫 번째 유저”(마루베니 로지스틱스)라고 한다.

‘큐비트의 아버지’의 도전

반도체와 AI(인공지능) 분야에서 활용이 기대되고 있는 광전융합 기술을 양자컴퓨터에도 응용하려는 검토가 진행되고 있다. 최첨단 반도체 기술을 응용함으로써 보다 실용적인 양자컴퓨터를 실현할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

필자는 최근, 닛케이크로스테크의 특집 ‘순수 국산 양자컴퓨터 개발 이야기’를 집필, 국산 양자컴퓨터 개발에 참여한 연구자·엔지니어들의 도전을 소개했다. 2회에서는 국산 양자컴퓨터 1호기 개발을 주도한 이화학연구소 양자컴퓨터연구센터의 나카무라(中村) 센터장의 개발 비화를 통해 미래 기술을 향한 그의 흥미로운 도전에 대해 들을 수 있었다.

나카무라 센터장은 1999년, 세계 최초로 ‘큐비트’를 개발한 실적을 가지고 있는 ‘큐비트의 아버지’라고도 말할 수 있는 인물이다. 큐비트는 양자컴퓨터에 있어 정보의 기본 단위이며, 양자 계산에 반드시 필요한 기본 요소라고 할 수 있다. 나카무라 센터장과 그의 동료가 개발한 양자칩(QPU)은 현재, 이화학연구소와 오사카대학에서 가동 중인 복수의 양자컴퓨터에 탑재되어 있다.

무라타제작소

무라타제작소(村田製作所)가 중공(中空) 구조를 도입한 전자 회로용 수지 다층 기판 양산을 개시했다. 2030년경의 실용화가 전망되고 있는 6G(6세대 이동통신 시스템) 스마트폰 및 AR(증강현실) 디바이스로의 도입을 목표로 한 것이다. 유연성이 높아 기기 설계의 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 중공 구조의 도입으로 유전율이 낮아져 전송 손실 저감으로 이어진다.

무라타제작소는 2025년 12월, 수지 다층 기판 ‘알티사크(ULTICIRC)’를 제품화했다고 발표했다. 기존의 주력 제품인 ‘메트로사크(MetroCirc)’의 후속 모델로, 고주파 신호의 전송 손실을 메트로사크에 비해 약 30% 줄였다. 메트로사크는 Apple의 ‘iPhone’ 등에 채택되면서 이슈가 되었다.

유전율(Dk)을 기존에는 실현하기 어려웠던 2 미만으로 낮춘 것이 특징이며, 기판을 중공 구조로 해 실현했다. 기판을 굽혀야 하는 곳에는 중공 구조로 하지 않음으로써 강도와 형상 유지성을 확보했다.