삼성전자 전력관리반도체 최초 공개...D램 성능 극대화

[데일리동방] 삼성전자가 전력관리반도체 3종을 개발, 시스템 반도체 라인업을 확대했다. 이를 통해 글로벌 반도체 전쟁에서 기술 우위를 점하고 2030년 시스템 반도체 1위 목표에 다가갈 방침이다.

18일 삼성전자는 최신 DDR5 모듈의 성능을 극대화하고 전력 사용을 최소화할 전력관리반도체(PMIC, Power Management IC) 3종을 개발했다고 밝혔다. 삼성전자가 D램용 전력관리반도체를 선보인 것은 처음이다.

전력관리반도체는 스마트폰이나 전기자동차 등 전자기기에서 필요한 전력을 공급하는 전력반도체의 일종으로, 사람에 비유하면 몸에 피를 공급하는 심장 역할을 한다.

삼성전자가 공개한 △S2FPD01 △S2FPD02 △S2FPC01은 DDR5 D램 모듈에 직접 탑재돼 D램의 성능을 끌어 올리면서 동작 전력은 줄여준다. 기존 DDR4 D램이 전력관리반도체를 외부 기판에 따로 탑재했다면 차세대 DDR5 D램부터는 D램 모듈 기판에 직접 담는다.

삼성전자 관계자는 “전력관리반도체와 D램이 하나의 모듈로 합쳐져 안정적이고 빠르게 전원을 공급할 수 있고 메모리 성능 향상과 동시에 오작동을 최소화하는 장점이 있다”고 전했다.

이번에 공개된 전력관리반도체 개발에는 삼성전자의 자체 설계 기술인 ‘비동기식 2상 전압 강하 제어 회로(Asynchronous based dual phase buck control scheme)’가 적용됐다. 이를 통해 초고속 DDR5 D램의 데이터 읽기, 쓰기 속도를 더욱 안정적으로 지원할 수 있다는 것이 삼성전자 측의 설명이다.

엔터프라이즈용 2종(S2FPD01, S2FPD02)은 또다른 자체 설계 방식인 ‘하이브리드 게이트 드라이버(Hybrid Gate Driver)’를 적용해 전력효율을 업계 표준보다 1%포인트 높은 91%까지 향상했다.

데스크탑, 랩탑 등 클라이언트용 DDR5 D램 모듈에 탑재되는 제품(S2FPC01)은 저전력 90나노미터(nm) 공정을 적용해 칩 면적을 줄였다.

이들 전력관리반도체가 탑재되는 DDR5 D램 모듈은 올해 4분기부터 시장에 출시될 예정이다.

삼성전자는 지난 2010년 전력관리반도체 분야에 처음 진출한 이후 스마트폰·태블릿 등 모바일용 제품과 PC·게임기·무선 이어폰에 탑재되는 제품을 출시하고 있다.

옴디아에 따르면 지난해 54억달러였던 전력관리반도체 시장은 2024년에는 69억달러로 늘어 연평균 6.6% 성장할 것으로 예상됐다. 전력반도체 분야에서 기술 우위에 있는 삼성전자에 더 큰 기회가 올 수 있다는 것이다.

삼성전자는 이번 D램용 전력관리반도체 개발로 그간 취약했던 시스템 반도체 분야를 대폭 보강할 방침이다.

특히 메모리 반도체에서 큰 비중을 차지하는 서버 D램용 전력관리반도체가 ‘시스템 반도체 2030 비전’ 달성을 위한 핵심 부품이 될 것으로 기대하고 있다.

서버용 D램 가운데 DDR5의 비중은 2023년 34%, 2024년은 64%까지 확대될 전망이다.

조장호 삼성전자 시스템LSI사업부 마케팅팀 상무는 “D램용 전력관리반도체 라인업을 지속적으로 강화하며 기술 리더십을 확대하겠다”고 강조했다.