반도체의 종류와 용어 ② 시스템반도체 (MPU AP DSP CCD)

메모리는 말 그대로 데이터 기억하는 저장장치이고, 시스템반도체는 연산, 정보처리, 계산 같은 작업을 하는 두뇌에 해당한다고 할 수 있다. 컴퓨터 CPU, 휴대전화에 들어가는 모바일 AP, 그리고 카메라의 이미지 센서도 여기에 포함된다.

들어가기에 앞서, 먼저 지난 시간에 설명한 메모리 반도체에 대한 내용부터 보고 오면 더 좋다.

 

시스템 반도체

시스템 반도체에서는 한가지 추가적인 개념을 짚고 넘어가야 하는데, 바로 팹리스와 파운드리 기업이라는 것이다. 팹리스는 말 그대로 Fabless, 공장을 가지고 있지 않은 회사를 말한다.

기술개발하고 특허내고 제품 설계만 해서 돈을 버는 곳이다. 그리고 이런 곳에서 의뢰를 받아서 설계대로 제작해서 파는 회사가 파운드리이다. 한마디로 재주는 곰이 넘고 돈은 왕서방이 버는 셈이다.

MPU : MicroProcessing Unit, 즉 CPU를 말하는 단어이다. 초소형 연산처리장치라는 뜻인데 중앙처리장치(CPU)가 컴퓨터 시스템에서의 위치를 나타내는 말이라면, MPU는 동작 방식에서 나온 단어로 서로 같은 의미이다. 디지털 데이터를 입력받고 그것을 처리하고 출력을 내놓는 여러 연산을 실행한다. 이러한 각 부분 논리회로 집적회로를 하나의 단일칩 프로세서 화하여 신뢰성을 향상했다.

 

MCU : Memory Controller Unit, 메모리에서 오고 가는 자료를 관리하는 칩이다. 컴퓨터의 주기판이나 중앙처리장치의 다이 위에 배치된다. 새로운 DDR 메모리반도체가 출시되는 경우 신규 MCU를 장착한 CPU가 출시되거나, 새로운 램을 위해 설계된 메인보드에만 장착이 가능한데 이것이 흔히 들었던 메인보드가 호환이 되냐 안 되냐 그 얘기이다.

DSP : Digital Signal Processor, 디지털 신호처리장치이다. 아날로그 신호를 ADC 하여 얻어진 디지털 신호를 처리하는 장치를 말한다. 기본적으로 아날로그신호의 '실시간' 디지털 처리를 주목적으로 한다. 음악을 디지털신호로 변환하고 압축처리해 주는 것부터, 자동차 충돌방지시스템까지 현실세계의 다양한 아날로그 신호를 디지털로 처리하기 위한 장치들이 이에 해당된다.

Analog IC : 전자회로의 입출력 신호는 아날로그와 디지털로 구분할 수 있는데, 이 중 연속적인 선형신호를 처리하는 것이 아날로그 IC이다. 다른 말로 선형 IC라고도 한다. 아날로그 IC에는 앰프, 컴퍼레이터(비교기), 연산증폭기, 신호발생기, 컨버터(ADC, DAC), 레귤레이터 등이 있다. 종류가 매우 다양한데, 간단히 말하면 아날로그 신호를 가지고 증폭, 변환, 비교 등 여러 가지 작업을 하는 칩이다.

 

Logic IC : DDI는 디스플레이 장치에 들어가는 Display Driver IC이고, AP는 모바일, 태블릿에 들어가는 application Processor이다. 애플과 소송 전으로 싸우는 퀄컴이 바로 이 AP를 설계하는 팹리스 기업이다. 컴퓨터의 CPU와 비슷한데 왜 다른 이름으로 부르냐면, 컴퓨터의 연산기능 외에 모바일 AP에서는 통신칩, GPU(그래픽프로세서), USB 같은 여러 기능을 포함해 놓은 점이 다르다. 그래서 SoC (System on Chip)이라고 한다.

사실 파운드리 기업에서 더 미세공정을 할 수 있게 되니까 팹리스 기업에서도 더 발전한 설계로 성능 좋은 제품을 내놓을 수 있는 것 같은데, 아까도 말했지만 결국 앉아서 설계하고 특허 등록해 놓고 돈 버니 이게 알짜배기다. 일단은 파운드리 생산을 통해 만드는 것을 익히고 설계의 수준도 넘보는 쪽으로 발전해 가야 할 것이다.

Image Sensor : 이미지 센서는 피사체의 정보를 읽어서 빛 에너지를 전기적 영상 신호정보로 바꿔주는 장치이다. 카메라의 필름과 같은 역할을 하는 부분이다. CIS (CMOS Image Sensor) , CCD (Charge Coupled Device)로 나뉘는데 CIS는 전력소모가 적고 제조방법이 간단하지만 노이즈가 심해 성능이 떨어지는 단점이 있다. 우리 생활을 둘러싸고 있는 많은 IT기기들에 두루 사용되는 것으로 이미지 센서 또한 중요한 반도체장치이다.