진행 한주엽 디일렉 대표
출연 정성수 큐알티 CTO
-오늘 큐알티의 정성수 CTO님 모셨습니다. 안녕하십니까. “안녕하세요. 반갑습니다.” -오늘 CTO님 모신 것은 저희가 큐알티가 6월 17일이죠. ASSIC 2021이라는 행사를 저희 디일렉 웨비나 플랫폼에서 개최를 합니다. 죄송합니다. 이 부분까지는 저희가 광고를 좀 하고 넘어가겠습니다. ASSIC가 Automotive Semiconductor Safety Innovation Conference. 자동차 반도체의 어떤 안전과 관련된 어떤 혁신 이런 것을 얘기를 하는 콘퍼런스인데. 테마는 소프트에러 기술 첨단 차량에 대한 적용 사례 이런 게 테마로 나왔어요. 관심 있으신 분들은 저희 밑에 링크를 달아놓을 테니까 일단 들어와서 한번 아젠다 한번 봐주시면 좋겠고요. 이게 지금 올해 5회 차 아닙니까? “그렇습니다.” -매년 한 번씩 이제 하는 것이죠? “매년 한국에서도 했지만, 실리콘밸리에서도 했습니다. 그래서 4월에 IRPS라는 미국 International Reliability Physics Symposium 콘퍼런스가 이제 끝나고 나면 저희들이 이제 금요일 날 그게 이제 현지인들하고 같이 모여서 이제 콘퍼런스를 했습니다.” -저희가 얼마 전에 큐알티 전무님 모시고 소프트에러에 대한 얘기를 한번 한 적이 있어요. 외계에서 중성자가 떨어져서 반도체에 다량으로 맞으면 얘가 소프트에러를 일으켜서 하지 말아야 할 동작을 하게 한다거나 해야 될 동작을 하지 말게 한다거나. 뭐 예를 들어서 악셀을 밟으면 안 되는데 밟게 되는 어떤 에러가 생기게 된다거나 이런 게 이제 소프트 에러가 자동차 반도체 자동차에 사람의 목숨이 엄청난 위협이 될 수 있다. 이런 얘기를 하시면서 측정 방법에 대한 거를 이제 어떻게 측정해야 되는 것인가에 대한 얘기를 하셨는데. 위에 이제 링크를 제가 좀 달아드릴 테니까 기초적으로 이제 궁금하신 분들 좀 그 내용을 좀 보시면 좋겠고요. 소프트에러라는 것은 사실 한국에서 자동차 반도체는 조금 많이 뒤처져 있다고 저는 생각을 하는데. 이 개념 자체가 사실 큐알티에서 이제 한국에서 많이 이슈화시킨 내용 아닙니까? “그렇죠. 이제 제가 사실 이제 많은 분들하고 얘기도 했지만 이제 정부에서 지원을 받기까지 여러 가지로 준비를 하고 있었습니다. 그중의 하나가 반도체 강국으로서 신뢰성 분야 쪽이나 예를 들면 신뢰성도 물론 중요하지만, 거기에 맞는 교육 그다음에 평가 여러 가지 이제 기술력들이 이제 들어가야 되는 거죠. 인재 문제도 있을 수 있고 그래서 이제 그것 때문에 시작된 거고 콘퍼런스를 시작하게 된 목적도 그거였지만 5회까지 오면서 점점 사람들의 관심이 많이 모이게 된 거라고 생각하시면 되겠습니다.” -정부에서 국책 과제도 좀 나오고 있는 것 같고요. 그리고 언론에서도 소프트에러에 대한 관심을 많이 가지게 되었다. 도대체 에러가 왜 나는 거야? 이게 지금 도요타 급발진 사고 왜 나는 거야? 약간 이런 거에 대한 궁금증이 있었는데 지금은 이제 어느 정도 이해도는 올라온 것 같고. 근데 이제 제가 오늘 어차피 이 세미나를 위해서 사전 녹화하러 오신 내용을 듣고 제가 궁금한 점을 좀 여쭤보려고 모셨는데. 그 소프트에러에 대한 에러율을 이제 평가를 측정하는 장비도 만들고 계시고 하잖아요. 근데 근본적으로 이 소프트에러를 낮출 수 있는 방법이 있습니까? “그렇죠. 이제 소프트에러를 낮출 수 있는 방법들이 이제 많이 개발이 돼 있고 이제 활용도 되고 응용도 되었습니다. 특히 미국 같은 경우에는 소련하고 이제 군수 물자 때문에 냉전 때 엄청난 경쟁이 있었는데 그때 이제 개발한 내용 중에 쉬운 예를 들자면 ICBM(대륙간 탄도미사일)이 이제 미국으로 떨어졌다고 그러면 떨어진 위치가 소련으로 보낸다거나 이제 보복 공격을 해야 되는 대륙간 탄도탄이 있는 위치에 있다고 그러면 핵폭탄이 터지는 데도 사실은 보복 공격을 할 수 있을 만큼의 기능을 가지고 있는 대륙간 탄도탄이 되어야 되고 그 속에 있는 반도체도 그 중성자를 견디고 갈 수 있는 걸 돼야 되는데 이제 그런 기술력들이 이제 개발이 돼서 활용이 되어 왔죠.” -이미 냉전 때부터 그런 것들을 알고 있었나 보죠? “그렇죠. 이제 중성자가 반도체에 미치는 영향이 좋지 않다는 걸 알고 핵폭발 때문에 중성자가 엄청나게 나오니까 통신부터 시작해서 군 운용 체제나 그다음에 미사일 같은 거 이제 대륙간 탄도탄이나 이런 것들도 날아가면서도 영향을 받지만 이제 이륙하면서도 있을 수가 있고 그래서 기능을 상실해서 보복을 못 할 수 있는 경우도 생기고 죽을 수 있는 것까지 가기 때문에 응징을 이제 100%로 할 수 없으니까 사실 이제 문제가 되었던 것 때문에 연구를 많이 하게 되었죠.” -하자면 우리가 먼저 맞았을 때 터지고 나서도 우리가 발사할 때 중성자를 엄청 맞아도 문제없이 날아갈 수 있는 정도의 어떤 신뢰성을 가진 반도체에 대한 연구를 계속했다는 얘기인 거예요? “네.” -그러면 지금 예를 들어서 지금 꽤 많은 시간이 흘러도 이제 자동차에도 자율 주행이나 이런 것들이 되면 중성자를 맞아서 잘못 작동하면 사고 나니까 우리가 일반인들이 사용하는 어떤 제품에 들어가는 반도체에도 그런 게 적용이 돼야 된다. 그 소프트에러를 줄이기 위한 어떤 방법론이 있습니까? “여러 가지 이제 방법이 있습니다. 여러 가지 방법이 있는데 가장 쉽게 예를 들자면 이제 저희 사람의 입장으로 보면 태어날 때 유전적으로 가지고 나오는 병이 있을 수 있고 그다음에 태어나서 자라는 환경에서 또 이차적으로 얻게 되는 병도 있을 수 있고 몸이 허약해지거나 이래서 질병에 노출이 빨리 되게 될 수 있는 그런 환경도 생길 수 있습니다. 반도체도 유전적인 요소를 가지고 있는 기능들이 있습니다. 그래서 제조 과정에서 타고난 것이기 때문에 다른 제조 방법을 쓰지 않으면 이제 생길 수 있는 문제점들이고 그다음에 이제 동작 환경이 이제 문제가 된다고 했는데 이제 그게 외계에서 동작하느냐 지구에서 하느냐 아니면은 원자력 발전소에 중성자가 많이 나오는 환경에서 제어 장비로 사용되고 있느냐 여기에 따라서 다 다를 수 있거든요. 자동차 같은 경우에는 일반적으로 지표면인데 아침에 이제 동시에 출근하시는 분이 100만 대가 동시에 할 수도 있죠. 나라가 크거나 그러면 그때 이제 반도체가 받는 게 100만 개 중에서 몇 개가 영향을 받겠느냐는 계산을 할 수도 있고 그런 것들이 다 이제 후천적인 환경에서 주어질 때 이제 소프트에러가 가장 많은 분야를 차지한다고 생각하고 반도체를 생산하는 과정에서 디자인해서 고칠 수 있는 것도 있고 그다음에 이제 사용 환경을 개선할 수도 있죠. 그렇지만 중성자는 이제 예를 들면 콘크리트 같은 경우에 아주 두꺼운 만들어도 7~8m까지 뚫고 들어갈 수 있으니까 막기는 힘들죠.” -중성자가 콘크리트 7~8m 뚫고 들어가요? “뚫고 들어갑니다. 그래서 이제 관통을 하기 때문에 가장 쉬운 방법은 디자인을 해서 맞아도 이제 괜찮도록 해야 되니까. 유전적으로 맞으면 나빠지지 않도록 하는 디자인을 해야 되는 게 디자인 쪽이고.” -환경적으로는 우리가 어쨌든 자동차는 그냥 말씀하신 대로 도로 위에서 돌아다니게 되니까 그거는 어떻게 개선할 수 있는 방법들이 그렇게 없을까요? “이제 그 개선 방법이 여러 가지가 예를 들면 에러가 나면 오류를 회로적으로나 알고리즘을 통해서 고친다거나.” -다 보정할 수 있게. “보정을 하고 아니면 두 개나 이렇게 여러 대를 돌려서 그중에서 고장 난 게 있으면 이제 그걸 이제 투표를 통해서 예를 들면 보팅(Voting)이라고 하는데 한다거나 그런 케이스가 있죠. 예를 들면 항공기 같은 경우에는 동시에 CPU를 3개씩 돌려서 문제가 없도록 하고.” -한 놈이 죽으면 나머지 애들이 돌아갈 수 있게. “나머지 애들이 대신해서 가고 최근에 이제 가장 많이 쓰는 게 이제 인텔에서 나오는 CPU가 코어가 많지 않습니까. 2개도 있고 4개도 있고 8개도 있는데 그 코어 중의 하나가 죽어도 이제 소프트에러적으로 극복할 수 있고 이제 죽은 그 프로그램을 다시 되살려서 시작할 수 있는 그런 기능들이 다 이제 소프트에러적으로 돼 있죠. 그래서 이제 그런 기능들은 아키텍처에서도 있고 소프트에러적으로도 할 수 있는 그런 기술들이 많이 들어 있죠.” -우리가 일반 반도체 팹리스 업체에서 처음부터 반도체를 개발하는 과정을 살펴보면 “우리가 이런 반도체를 개발해야 되겠어”라고 기획을 하고 회의를 해서 어떤 기능들을 쭉 나열해 놓은 다음에 실질적으로 개발에 착수했을 때는 코드를 이렇게 텍스트를 이렇게 쓰고 어떤 툴을 이용해서 그 텍스트를 집어넣으면 이렇게 반도체의 어떤 평면으로 나오는 형상으로 해서 이렇게 만들어 놓고 또 중간중간에 연결도 하고 검증도 하고 그런 방식으로 하잖아요. “복잡하게 하죠.” -굉장히 다양한 과정들이 있는데. 지금 말씀하신 대로 소프트에러에 강하게 만들려면 그 과정에서 여러 가지 요소들이 추가돼야 된다는 얘기인 거죠? “그렇습니다. 가장 쉽게 얘기하면 입자가 들어오면 원하지 않는 양의 일렉트론과 홀 그다음에 전자와 전공이 생성이 되는 거죠. 그러면 그걸 이제 그냥 반도체 내에 움직이도록 내버려 두면 동작하는 데 이제 영향을 주는 거죠. 간섭이 일어나니까 간섭이 반대로 일어나면 이제 오정답을 유발하는 거죠. 그래서 이제 가장 쉬운 방법은 입자가 들어와서 전자와 전공을 생성하게 되면 빨리 그것을 빨아들여서 없애버리는 거죠. 주로 그라운드 쪽으로 해서 뽑는다거나 아니면 그걸 이제 동작하는 트랜지스터 쪽으로 못 가도록 막는다거나 이런 기술들이 있는데 그게 다 이제 칩을 만드는 과정에 들어가는 디자인 방법 중에 한 요소죠. 레이아웃이라고 얘기를 하는데 어떤 층에 넣어야 되고. 트랜지스터 구조를 어떻게 바꿔야 되고 이런 데서 오는 기술들이 주로 많이 사용되는 기술이죠.” -그렇게 되면 이제 우리가 의도치 않은 어떤 이렇게 전하가 생성이 되어서 이렇게 오작동을 한다는 것도 우리가 먼저 알아채야 되는 이런 것도 좀 있어야 되겠네요. “그렇죠. 이제 쉽게 이야기하면 들어왔으면 들어왔다라고 할 수 있으면 참 좋겠습니다. 그걸 이제 예를 들면 쉬운 이야기로 감지할 수 있는 감지 기능도 있어야 되지만 감지를 하면 내가 오동작을 했구나 그래서 그러면은 이걸 고쳐야 되겠다 아니면 오동작을 했는데 이미 동작을 많이 했으니까 그거는 그만두고 처음부터 다시 하겠다라고 결정을 한다거나 이제 이런 요소들이 주로 이제 소프트웨어적으로나 하드웨어적으로 기능들을 다 만들어놨죠. 그래서 자동차 기능 안전 안에는 여러 가지를 할 수 있는 반도체 밖에서 할 수 있는 것하고 반도체 안에 할 수 있는 그 기술들의 이제 일반적인 내용들은 소개가 돼 있고 구체적인 것들은 이제 전문 기술을 가지고 있는 분들이 이제 보면 “아 이렇게 하면 되겠다”라는 걸 이제 알 수가 있죠. 코스트나 이런 것들은 사실은 많이 들 수도 있고.” -돈은 많이 들겠네요. “전력이 많이 소모될 수 있고 아니면 동작이 좀 느려질 수도 있고 이런 것들은 있죠. 그게 다 공짜는 아니니까. 그것들이 빨리 어뎁션하는데 문제가 있을 수 있죠. 그래서 이게 이제 디자인에 적용을 해서 안전한 칩을 만드는데 이제 사실은 빨리 이제 응용이 안 되는 거죠.” -설계 디자인 측면에서 이렇게 하는 것도 있지만 그게 이제 결국 공정에도 이제 들어갈 텐데. 뭔가 물리적으로 아까 근데 콘크리트 또 뚫고 들어온다고 그러면 위에 캡을 씌운다거나 이런 건 별 의미가 없는 거겠네요? “그렇지는 않습니다. 절대적으로 그렇지는 않은데 여러 가지 방법이 있는데 그중에 가장 많이 사용하는 방법이 지상에는 두 가지 입자가 영향을 많이 준다고 그랬는데 하나는 알파고 하나는 중성자입니다. 중성자는 밖에서 반도체의 소자를 뚫고 들어가서 동작하는 부위까지 들어가는 거고 알파는 내부에서 생성되는 거거든요. 알파가 내부에서 생성되어서 반도체가 동작하는 부위까지 못 가도록 하기 위해서 다른 머티리얼로 쌀 수도 있습니다.” -그런 걸로 쌀 수도 있어요.저작권자 © 전자부품 전문 미디어 디일렉 무단전재 및 재배포 금지
