[디지털데일리 이수환기자] 퀄컴 ‘스냅드래곤 800’과 엔비디아 ‘테그라4’ 등 TSMC 파운드리(위탁생산)를 이용하는 최신 애플리케이션 프로세서(AP)가 28나노 하이케이메탈게이트(HKMG) 고성능 모바일(HPM), 고성능 저전력(HPL) 미세공정을 이용한 것으로 나타났다.

현재 TSMC 28나노 미세공정은 입력전압(Vcc)과 문턱전압(vt) 등에 따라 ▲28나노 고성능(HP) ▲28나노 고성능 저전력(HPL) ▲28나노 저전력(LP) ▲28나노 고성능 모바일(HPM) 등 4가지 방식으로 나뉜다.

일반적으로 반도체는 공정이 미세화 될수록 늘어나는 누설전류, 그러니까 ‘터널링 현상’이 늘어난다. 따라서 같은 미세공정이라면 입력전압이 낮을수록 더 높은 성능을 기대해 볼 수 있다. 적은 양의 전기로 반도체를 작동시킬 수 있어서다

25일 관련 업계에 따르면 퀄컴 스냅드래곤 800과 엔비디아 테그라4는 각각 TSMC HPM과 HPL 미세공정을 이용한다. HPM은 입력전압이 0.9볼트(V)이며 초저전력 문턱전압을 이용할 수 있다. HPL의 입력전압은 1V이다.

TSMC는 28나노 HPM, HPL 미세공정을 2011년에 양산할 계획이었으나 낮은 수율과 기술적인 문제로 인해 LP와 HP를 먼저 도입한바 있다. LP로 만들어진 대표적인 제품은 ‘스냅드래곤 S4’이며 HP의 경우 ‘AMD 레이디언7970’ 그래픽프로세싱유닛(GPU)이 있다.

HPL의 경우 자일링스 킨텍스-7 FPGA가 첫 번째로 테이프-아웃을 시작한바 있다. 테그라4가 두 번째 양산 고객이 되는 셈이다. 엔비디아는 ZTE와 함께 테그라4를 이용한 스마트폰 공동 개발에 합의한 상태다. 이르면 2분기 내에 관련 제품이 선보일 전망이다.

하지만 HPM 미세공정 안정화에는 조금 더 시간이 필요할 것으로 보인다. LP 미세공정을 이용한 스냅드래곤 600은 LG전자 옵티머스G 프로에 장착되는 등 상용화된 제품이 선보인 상태지만 스냅드래곤 800은 아직까지 관련 모델이 없다.

또한 TSMC HPM 미세공정은 ARM ‘코어텍스 A15’에 유리하도록 설계되어 있다. ARM은 코어텍스 A15를 TSMC 28나노 HPM 미세공정에 손쉽게 적용할 수 있는 ‘코어텍스 A15 MP4 하드 매크로’를 작년 초 선보인바 있다. 하드매크로는 시스템온칩(SoC) 설계에 필요한 일종의 설명서로 논리 소자 연결 방법, 물리적 경로, 실선 패턴 등이 명시되어 있다.

쉽게 말해 퀄컴, 엔비디아 등 팹리스 업체가 코어텍스 A15 기반 AP를 파운드리 할 때 양산까지 걸리는 시간을 단축시켜 주는 셈이다. 스냅드래곤 800은 ‘크레이트400’이라 부르는 퀄컴 고유의 반도체 설계자산(IP)이 적용되어 있다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr