AI가 데이터센터를 벗어나 로봇과 차량, 공장 같은 물리적 공간으로 이동하면 반도체에 요구되는 역할도 달라진다. 대규모 연산을 처리하는 것뿐 아니라 제한된 공간에서 전력을 효율적으로 공급하고 주변 환경을 감지하며 실제 움직임을 제어해야 한다. 성능이 높아질수록 전력과 발열이 증가하는 만큼 더 작은 공간에서 얼마나 많은 에너지를 안정적으로 처리할 수 있는지가 시스템 설계의 핵심 과제로 떠오른다. 온세미가 자동차와 산업 분야에서 축적한 전력·센싱 기술을 AI 데이터센터와 피지컬 AI까지 확장하는 장기 성장 전략을 제시했다.
온세미는 자동차와 산업, AI 데이터센터, 차세대 애플리케이션을 아우르는 총유효시장(TAM)이 2030년 2130억달러 규모에 이를 것으로 전망하고 전력 밀도를 중심으로 한 기술 전략을 발표했다.
온세미, 차세대 혁신을 이끌 전력 기술의 청사진을 제시했다. (사진 제공: 온세미)
회사는 각각 다른 시장으로 구분돼온 자동차와 산업, AI 인프라가 효율적인 전력 변환과 센싱, 엣지 인텔리전스, 연결성이라는 공통 기술을 필요로 하면서 기술 플랫폼의 활용 범위가 확대될 것으로 보고 있다.
자동차 전동화를 위해 개발한 고전압 전력 기술을 산업용 에너지 시스템과 AI 데이터센터에 적용하고 센싱·연결 기술은 자동차와 공장, 로봇, 의료 시스템, 자율 애플리케이션으로 확장하는 방식이다.
온세미는 이 과정에서 개별 반도체 공급보다 고객의 시스템 설계 단계에 참여하는 솔루션 전략에 무게를 싣는다. 같은 기반 기술을 여러 시장에 적용해 R&D 활용도를 높이는 동시에 전력·열·기계적 특성을 함께 설계해 시스템 단위의 성능을 높인다는 구상이다.
더 작게 만들면서 더 많은 전력 처리…고전압·트레오·EPP 3개 축
온세미가 핵심 과제로 꼽은 것은 전력 밀도다. AI 인프라와 지능형 시스템의 성능이 높아질수록 더 많은 전력을 필요로 하지만 시스템 크기와 발열, 에너지 효율을 함께 고려해야 하기 때문이다. 전력량을 높이면 열이 증가하고 공간을 줄이면 열을 방출하기 어려워지는 만큼 전기·열·기계적 특성을 동시에 최적화해야 한다.
이를 위해 온세미는 고전압 포트폴리오와 트레오(Treo), 임베디드 파워 플랫폼(Embedded Power Platform·EPP)을 세 가지 핵심 기술 플랫폼으로 제시했다.
고전압 포트폴리오는 실리콘과 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN)을 아우른다. 특히 수직형 GaN(vGaN)을 차세대 고전압 애플리케이션에 적용해 전력 변환 효율과 스위칭 성능을 높이고 시스템 크기를 줄이는 데 초점을 맞춘다.
트레오는 전력 시스템에 지능형 기능을 더하는 플랫폼이다. 시스템의 운영 상태를 모니터링하고 부하 변화에 대응하며 실시간 보호와 통신 기능을 수행하도록 고집적 디지털 기술과 고전압 기술을 결합한다.
EPP는 패키징 방식 자체를 전력 시스템 설계의 일부로 활용한다. 실리콘 웨이퍼 자체를 패키지로 사용해 실리콘과 SiC, GaN을 웨이퍼급 아키텍처 안에서 통합하고 FET와 드라이버, 컨트롤러 등 여러 디바이스를 하나의 패키지에 내장한다. 전기·열·기계적 특성을 초기 설계 단계부터 함께 최적화해 전력 밀도를 높이고 시스템 개발 복잡성과 개발 기간을 줄이는 방식이다.
온세미의 다음 적용 시장은 피지컬 AI다. 회사는 AI가 데이터센터에서 모델을 학습하고 실행하는 단계를 넘어 실제 환경을 감지하고 판단해 행동하는 로봇과 차량, 공장, 의료 시스템, 자율 플랫폼으로 확장될 것으로 보고 있다.
피지컬 AI를 구성하는 핵심 요소로는 전력, 감지, 제어, 커넥티드 컴퓨팅을 꼽았다. 지능형 시스템에 에너지를 공급하고 센서를 통해 환경을 인식한 뒤 실제 움직임으로 판단을 실행하고, 엣지에서 정보를 처리·공유하는 과정이다. 온세미는 기존 자동차와 산업 시장에서 개발한 전력·센싱·제어 기술을 이 구조에 적용한다.
하산 엘 코우리(Hassane El-Khoury) 온세미 회장 겸 CEO는 “AI, 전동화, 자동화가 확장되면서 전력 밀도는 향후 10년을 좌우할 핵심 엔지니어링 과제 중 하나로 부상했다”며 “전력을 효율적으로 공급하고 환경을 감지하며 지능적인 의사결정을 지원하는 역량이 차세대 지능형 기기를 좌우할 것”이라고 말했다.
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