PMIC 3종 DDR5 D램에 일체형 탑재…올해 4분기 출시
서버용 D램 등 시장 급성장 기대…'시스템 반도체 2030 비전' 가속화

삼성전자가 최신 D램에 탑재될 전력관리반도체(PMIC, Power Management IC) 3종을 개발하고 시스템 반도체 라인업을 확대했다.

이번 전력관리반도체를 통해 2030년 시스템 반도체 1위 목표를 가속화한다는 계획이다.

삼성전자는 최신 DDR5 모듈의 성능을 극대화하고 전력 사용을 최소화할 전력관리반도체 3종을 개발했다고 18일 밝혔다.

삼성전자가 D램용 전력관리반도체를 선보인 것은 처음이다.
삼성전자 차세대 메모리 성능 높인다…전력관리반도체 최초 공개
전력관리반도체는 스마트폰이나 전기자동차 등 전자기기에서 필요한 전력을 공급하는 전력반도체의 일종으로, 사람의 몸에 피를 공급하는 심장과 같은 역할을 한다.

삼성전자가 공개한 S2FPD01, S2FPD02, S2FPC01은 DDR5 D램 모듈에 직접 탑재돼 D램의 성능을 향상하고 동작 전력을 감소시킨다.

기존 DDR4 D램이 전력관리반도체를 외부 기판에 따로 탑재했다면 차세대 DDR5 D램부터는 D램 모듈 기판에 직접 담는다.

전력관리반도체와 D램이 하나의 모듈로 합쳐져 안정적이고 빠르게 전원을 공급할 수 있고, 메모리 성능 향상과 동시에 오작동을 최소화는 장점이 있다.

삼성전자는 자체 설계 기술인 '비동기식 2상 전압 강하 제어 회로(Asynchronous based dual phase buck control scheme)'를 적용한 전력관리반도체를 개발해 초고속 DDR5 D램의 데이터 읽기, 쓰기 속도를 더욱 안정적으로 지원할 수 있 수 있게 했다.

또 기존에 전압을 일정하게 유지하기 위해 탑재하던 적층세라믹콘덴서(MLCC) 사용량을 줄여 D램 모듈 설계의 편의성을 높였다.

엔터프라이즈용 2종(S2FPD01, S2FPD02)의 경우 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.

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│ 삼성전자가 개발한 전력관리반도체 사양 │
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│ 구분 │ S2FPD01 │ S2FPD02 │ S2FPC01 │
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│ 활용처 │데이터센터, 엔터프│ 데이터센터, │ 데스크탑, 랩탑 │
│ │ 라이즈 등 │엔터프라이즈 등 │ 등 │
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│ 용량/타입 │ 32/64GB R/LRDIMM │128/256/512GB R/│ SO/UDIMM │
│ │ │ LRDIMM │ │
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│ 입력전압 │ 12V/3.3V │ 12V/3.3V │ 5V │
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│ 공정 │ 130나노 │ 130나노 │ 90나노 │
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전력관리반도체는 전력반도체에서 가장 큰 비중(약 21%)을 차지하는 핵심 반도체로 향후 시장성이 크다.

옴디아에 따르면 지난해 54억달러였던 전력관리반도체 시장은 2024년에는 69억달러로 늘어 연평균 6.6% 성장할 것으로 예상됐다.

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

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 기대했다.

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

삼성전자 시스템LSI사업부 마케팅팀 조장호 상무는 "D램용 전력관리반도체 라인업을 지속적으로 강화하며 기술 리더십을 확대하겠다"고 말했다.

/연합뉴스