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퀄컴이 5세대(5G) 이동통신 시장 대비에 속도를 내고 있다. 꿈의 초고속 이동통신으로 불리는 5G는 4세대(4G) 롱텀에볼루션(LTE)과 비교해 데이터 전송속도만 빠른 것이 아니라 저지연, 그러니까 응답속도를 개선해 자율주행차와 같은 새로운 응용분야는 물론 사용자가 이제껏 경험하지 못했던 서비스를 제공하는 것이 가능하다.

잘 알려진 것처럼 퀄컴은 코드분할다중접속(CDMA)부터 시작해 3세대(3G), 4세대(4G) 시대를 선도했다. 5G에서는 AT&T, 차이나모바일, NTT도코모, SK텔레콤, 텔스트라, 보다폰과 함께 5G NR(New Radio) 시험 계획을 발표했으며 3.3GHz~5GHz 대역과 28GHz, 39GHz밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작을 확인해 이외 다양한 대역에서 통합된 ‘이동통신 표준화 기술협력기구(3rd Generation Partnership Project 3GPP)’ 기반 5G NR 기술도 선보였다.

특히 3GPP에서 논-스탠드얼론((Non-Standalone, NSA) 기술안을 제시하면서 표준안 승인으로 완전한 스탠드얼론(Standalone, SA) 5G NR가 등장하기까지의 대안도 마련해뒀다. 일종의 징검다리인 셈이다.

퀄컴은 5G 시대에 대비한 X50 모뎀칩을 내년부터 본격적으로 공급할 계획이다. 이와 함께 스마트폰에 접목하기 위한 레퍼런스 설계도 마련해뒀다. 이는 4G와 달리 5G에서는 시장에 관련 스마트폰이 발 빠르게 선보일 수 있다는 의미다. 아래는 피터 카슨<사진> 퀄컴 제품 마케팅 전무와의 일문일답.

- 스마트폰의 무선(RF) 프론트엔드(Front end, 기지국으로부터 신호를 받는 가장 첫 구역)가 제품 면적의 15%를 차지한다. 5G는 어떤가?

▲초기 단계에서 5G를 지원하는 기기에서 차지하는 면적이 아무래도 좀 더 커질 것으로 본다. 당장 비율을 말씀할 수는 없으나 이 부분은 최적화를 위해서 계속 노력중이다. 특히 2018년에 선보일 예정인 시범 단계에서는 성능/구현에 맞춰질 것이며 2019년에는 보다 최적화에 집중해(초기 모델보다) 상당히 개선된 면적률을 보여주겠다.

- 5G 스마트폰의 레퍼런스 설계는 퀄컴의 독자 규격인?

▲퀄컴은 원래 자체 스마트폰 상용모델 디자인을 보유하고 있다. 9㎜ 두께(5G 스마트폰) 같은 경우는 6GHz 이하부터 밀리미터파(mmWave)까지 지원하는 5G 규격을 만족할 수 있는 설계를 선보이기 위한 일종의 목표 설정이다.

- 5G에 대역(Band) 조합이 1만개 정도다. 모두 지원하겠다는 의미인가?

▲그렇다. RF 프론트엔드 기술이 베이스밴드나 RF 대비 쉽지 않은 편이지만 사실 수많은 조합을 지원하기 위한 진짜 도전과제는 다양한 조합으로 수없이 바뀌는 것을 유기적으로 지원하는 것이다. 우선 굉장히 높은 주파수 대역의 밀리미터파를 전력을 효율적으로 제공하기가 쉽지 않다. 베이스밴드 단계에서는 엄청난 양의 데이터를 수많은 주파수를 묶는(캐리어 애그리게이션, CA) 와중에도 끊임없이 지원해야 한다. 5G에서 신규 대역 자체는 많지 않다. 그러나 5G 대역은 굉장히 넓은 대역폭에 걸쳐 있으며, 이들이 기존 4G는 물론, 일부 2G, 3G 밴드와도 조합시켜야 된다.

- RF 프론트엔드 전력소비량이 클 것으로 보이는데?

▲퀄컴은 5G 밀리미터파에서 전력공급은 10밀리와트(㎽)까지 낮아질 수 있다. 엔벨롭 트래킹(envelop tracking, ET) 및 안테나 조정기(tuner) 기술은 전력 효율에서 굉장히 중요하며 802.11ad와 4G LTE를 비롯해 전력 감소부터 최적화까지 많은 경험이 있기 때문에 기가비트 LTE에서도 뛰어난 전력 효율을 제공할 것이라 확신한다.

- 많은 경쟁사가 퀄컴을 따라잡기 위해 노력하고 있다.

▲퀄컴의 DNA는 업계에서 가장 어렵고 복잡한 문제에 대한 해결책을 제시하는 것이다. 그리고 퀄컴은 4G때 이런 면모를 보여줬다. 업계에서는 퀄컴은 3G 기업이고 4G는 완전히 새로운 게임이라 모두 동등한 선상에서 시작하기 때문에 4G까지 퀄컴이 선도할거라 보는 이들이 없었으나, 정작 의외로 후발 주차였음에도 불구하고 업계에서 가장 먼저 멀티모드 시스템온칩(SoC)을 선보였다.

경쟁사에 대해 잠시 언급하자면, 이들은 모두 스마트폰 내 면적 효율성이 현저하게 떨어진다. 프리미엄 제품군을 직접 분해해서 확인해보면 효율성이 얼마나 떨어지는지 바로 체감할 수 있다. 다이(Die) 면적뿐 아니라, 인쇄회로기판(PCB) 면적에서 많은 차이가 난다. 만약 경쟁이 이과 같다면 퀄컴은 경쟁사 대비 엄청난 이점을 누릴 것이라 확신한다.

<하와이(미국)=이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr