전력반도체(파워반도체)란 무엇인가

미래 반도체 기술 공부할 때 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC) 같은 신소재 얘기를 하면서 전력반도체라는 개념을 스치듯 봤었다. 그때는 그냥 "전기차에 쓰이는 특별한 반도체구나" 정도로 넘겼는데, 다시 생각해보니 이게 지금까지 공부해온 D램이나 GPU 같은 반도체들이랑 뭐가 다른 건지 궁금해져서 이번엔 이 전력반도체를 제대로 파봤다. 신소재 얘기를 하다가 갑자기 튀어나온 개념이라 그냥 지나칠 뻔했는데, 알고 보니 이게 반도체 산업의 또 다른 큰 축이었다. 이름부터 힌트가 있었다. 지금까지 공부한 반도체 대부분은 정보를 저장하거나(메모리) 연산을 처리하는(시스템 반도체) 역할이었는데, 전력반도체는 이름 그대로 전기 자체를 다루는 반도체였다. 전압을 바꾸거나, 직류와 교류를 서로 변환하거나, 전류의 흐름을 켜고 끄는 스위치 역할을 하는 게 이 반도체의 핵심 기능이라는 걸 알게 됐다. 우리 주변 어디에나 있었다 찾아보다가 놀랐던 건, 전력반도체가 생각보다 훨씬 흔하게 쓰이고 있었다는 점이었다. 스마트폰 충전기, 노트북 어댑터, 에어컨, 냉장고 같은 가전제품 안에도 전력반도체가 들어가서 전압을 변환하고 있다는 걸 알게 됐다. 벽에 있는 콘센트에서 나오는 교류 전기를 기기가 쓸 수 있는 직류로 바꿔주는 과정, 그리고 그 전압을 기기에 맞게 조절하는 과정 전부에 이 전력반도체가 관여하고 있었던 거다. 이렇게 흔하게 쓰이는데도 그동안 한 번도 이름을 들어본 적이 없었다는 게 오히려 더 신기했다. 이걸 알고 나니 왜 전력반도체를 "눈에 안 보이지만 어디에나 있는 반도체"라고 부르는지 이해가 됐다. CPU나 메모리처럼 성능 스펙으로 화려하게 소개되는 일은 별로 없지만, 사실상 모든 전자기기가 전기를 쓰는 이상 이 전력반도체 없이는 작동 자체가 불가능한 구조였다. 매일 아침 충전기를 꽂으면서도 그 안에 반도체가 들어있다는 생각은 한 번도 해본 적이 없었는데, 알고 보니 충전기 하나하나가 작은 전력반도체의 결과물이었던 셈이다. 왜 전기차 시대...

애플 실리콘(M시리즈)은 어떻게 만들어지나

팹리스를 공부할 때 애플이 팹리스 기업으로 분류된다는 걸 보고 좀 의아했었다. 애플은 아이폰이랑 맥북 만드는 하드웨어 회사 아닌가 싶었는데, 자체 칩을 설계한다는 관점에서 보면 팹리스가 맞는다는 걸 그때 알게 됐다. 이번엔 그 M시리즈 칩이 구체적으로 어떻게 만들어지는지, 애플이 왜 굳이 이 어려운 길을 택했는지 파봤다. 남들 다 쓰는 인텔 CPU 대신 이 복잡한 자체 설계 노선을 택한 이유가 뭘까, 그 배경이 계속 궁금했다.


원래 맥북에는 인텔 CPU가 들어갔었다. 그런데 몇 년 전부터 애플이 자체 설계한 M시리즈 칩으로 전환했다는 소식을 접했을 때는 그냥 "애플이 부품 하나 바꿨나 보다" 정도로 넘겼는데, 알고 보니 이게 단순한 부품 교체가 아니라 완전히 다른 설계 철학으로의 전환이었다.


아이폰 AP 설계 경험이 그대로 이어졌다


가장 먼저 이해하게 된 건, 애플이 이 자체 칩 설계를 하루아침에 시작한 게 아니라는 점이었다. 애플은 이미 오랫동안 아이폰용 AP(애플리케이션 프로세서)를 자체 설계해왔고, 이 경험이 그대로 M시리즈 개발의 기반이 됐다는 걸 알게 됐다. 아이폰 칩에서 쌓아온 저전력 설계 노하우를 노트북, 데스크톱용 칩으로 확장한 셈이었다. 십여 년 넘게 스마트폰 칩을 설계해온 경험치가 결국 이렇게 다른 제품군으로도 옮겨갈 수 있다는 걸 보면서, 기술 축적이라는 게 단순히 한 제품에만 머무는 게 아니라는 걸 새삼 느꼈다.


이 배경을 알고 나니 왜 M시리즈가 등장하자마자 큰 화제를 모았는지 이해가 됐다. 기존 인텔 CPU는 애초에 데스크톱용으로 설계된 구조를 노트북에 맞게 조정해온 방식이었다면, 애플은 반대로 스마트폰처럼 배터리와 발열 관리가 극도로 중요한 환경에서 다듬어온 설계를 노트북으로 가져온 거였다. 그 결과 비슷하거나 더 나은 성능을 훨씬 적은 전력으로 구현할 수 있었다는 평가를 여러 리뷰에서 확인할 수 있었다. 실제로 맥북이 팬 소음 없이도 오랫동안 배터리가 유지된다는 후기들을 보면서, 이게 단순한 마케팅 문구가 아니라 설계 철학 자체가 다른 데서 나온 결과라는 걸 체감하게 됐다.


ARM 아키텍처 기반이라는 선택


찾아보다가 알게 된 또 다른 핵심은, 애플이 이 칩을 ARM이라는 아키텍처 기반으로 설계했다는 점이었다. 기존 인텔이나 AMD의 PC용 CPU는 대부분 x86이라는 아키텍처를 썼는데, 애플은 스마트폰 시장에서 널리 쓰이던 ARM 방식을 그대로 노트북, 데스크톱까지 확장한 셈이었다. ARM 아키텍처가 원래 저전력에 최적화된 설계 철학을 갖고 있다는 걸 알고 나니, 왜 M시리즈가 배터리 효율에서 두각을 나타냈는지 다시 한번 연결지어 이해하게 됐다. 스마트폰 세계에서 검증된 방식을 노트북이라는 완전히 다른 무대로 옮겨온 이 시도 자체가, 돌이켜보면 상당히 과감한 결정이었겠다는 생각이 들었다.


다만 이 아키텍처 전환이 마냥 쉬운 길은 아니었다는 것도 알게 됐다. 기존 x86 기반으로 만들어진 수많은 소프트웨어들을 ARM 환경에서도 돌아가게 만들어야 하는 숙제가 있었는데, 애플이 자체적으로 개발한 변환 기술과 개발자 생태계 지원을 통해 이 전환을 비교적 매끄럽게 해냈다는 평가를 찾아볼 수 있었다. 하드웨어 설계뿐 아니라 이런 소프트웨어 생태계까지 함께 준비했다는 게 이 전환이 성공적으로 자리 잡을 수 있었던 이유라는 생각이 들었다. 하드웨어만 잘 만든다고 끝나는 게 아니라, 그 위에서 돌아가는 소프트웨어까지 함께 책임져야 진짜 전환이 완성된다는 걸 이 사례에서 배웠다.


결국 생산은 TSMC가 맡는다는 사실


여기서 흥미로웠던 부분은, 애플이 이렇게 자체적으로 칩을 설계해도 실제 생산은 직접 하지 않는다는 점이었다. 파운드리를 공부하면서 이미 알게 된 내용이었지만, 다시 확인해보니 애플의 M시리즈 칩도 결국 TSMC의 최선단 공정에서 위탁 생산된다는 걸 알 수 있었다. 애플이 아무리 뛰어난 설계 역량을 갖고 있어도, 그 설계를 실제 칩으로 구현해내는 건 결국 TSMC의 미세공정 기술력에 의존하는 구조였다. 세상에서 제일 유명한 기술 기업 중 하나인 애플조차 최첨단 반도체 생산만큼은 직접 하지 않는다는 걸 보면서, 파운드리 기술력이라는 게 얼마나 대체 불가능한 영역인지 다시 한번 실감했다.


이 사실을 알고 나니, 애플과 TSMC의 관계가 단순한 고객사와 공급사를 넘어선다는 생각이 들었다. 애플이 매번 신형 칩을 발표할 때마다 TSMC의 최신 공정을 가장 먼저 확보한다는 뉴스가 자주 나오는 이유도, 이 두 회사의 오랜 협력 관계와 대규모 물량 계약이 뒷받침되기 때문이라는 걸 이해하게 됐다. 결국 애플의 칩 혁신도 그 뒤에 TSMC라는 파운드리 기술력이 없었다면 불가능했을 거라는 걸 다시 확인하며, 반도체 산업의 분업 구조가 이렇게 최고 수준의 제품 하나에도 그대로 녹아 있다는 걸 새삼 실감했다. 애플이라는 브랜드의 화려한 발표 뒤에는, 결국 대만의 한 파운드리 공장에서 이뤄지는 극한의 정밀 공정이 자리하고 있다는 걸 생각하면 묘한 기분이 든다. 설계, 소프트웨어, 그리고 파운드리까지 이 모든 조각이 딱 맞아떨어져야 지금의 M시리즈가 완성된다는 걸 알고 나니, 손 안의 노트북 한 대가 만들어지기까지의 여정이 새삼 길고 복잡하게 느껴졌다. 결국 오늘의 M시리즈도 하루아침에 나온 게 아니라, 오랜 시간 쌓아온 설계 경험과 여러 기업의 협력이 겹겹이 쌓여 완성된 결과물이라는 걸 이번 공부로 다시 확인하게 됐다.

OOOOO 주식을 12,800원대에 10주 매수했다.

오늘은 여러가지 이유로 시장자체도 하락으로 시작하였고 내가 매수한 주식도 큰폭으로 하락하엿다.

금요일은 평소에도 하락할수 있다고 들었는대 그래서인지 결국 -4% 하락으로 마감하였다.

그렇다고 매도 하고 다시 구매하기에 애매해서 그냥 놔두기로 결정했다.

지금은 어제 오늘 하락으로 약+10정도로 그나마 아직은 수익권이니 다음주에도 잘 관찰해 보아야겠다.

이렇게 주식을 거래하면서 관심을 갖게 되니까 그냥 보고만 있을때보다 더 관심이 가고 더 자세히 알아보게되면서 많이는 아니지만 하나씩 알게되는거 같다.

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