엑사리온은 초실감 3차원(3D) 오디오 시스템반도체 전문 팹리스 기업이다. 2020년 창업한 신생 스타트업이다. 지난해 11월 세종피아에서 엑사리온으로 사명을 변경했다. 엑사리온은 음향 추적 반도체 기술에 전문성을 갖췄다. ‘사운드 트레이싱’이라는 이름의 이 기술은 기존의 정적인 음향과는 달리 공간 정보를 실시간 반영해 실제 공간에 있는 것 같은 경험을 제공한다. 소프트웨어와 하드웨어 IP를 모두 보유하고 있다. 최근 사운드 트레이싱 기술을 기반으로 한 자체 개발 칩 ‘엑사웨이브 100’의 본격 출시를 앞두고 있다. 엑사리온 박성재 연구소장은 이번 칩이 TSMC의 12나노 공정에서 MPW(Multi-Project Wafer) 방식으로 생산됐으며, 현재 이 칩을 활용한 EVB(Evaluation Board) 작업을 진행 중이라고 밝혔다 박 소장은 “사운드 트레이싱 기술은 레이 트레이싱을 기반으로 한 음향 시뮬레이션 기술로, 음파의 반사, 흡수, 투과 등 물리적 속성을 실시간으로 시뮬레이션할 수 있다”며 “VR, AR과 같은 공간 컴퓨팅 환경에서 몰입감 있는 오디오 경험을 제공할 수 있다”고 설명했다. 엑사리온은 이미 FPGA를 활용해 기술 검증을 마친 상태이며, 안드로이드 스마트폰과 오큘러스 VR을 포함한 다양한 디바이스에서 데모 세트를 구성하고 있다. 최근 해외 고객들을 상대로 데모 시연도 하고 있다. 박 소장은 “글로벌 기업들을 대상으로 데모 시연을 하고 있는데 반응이 아주 좋았다”면서 “내년에는 매출이 본격 발생할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

- 엑사리온의 연구소장님이신 박성재 소장님 모셨습니다. 엑사리온의 원래 이름이 세종피아였고 관계자분이 나오셔서 디일렉과 인터뷰도 한 적이 있습니다. 최근 칩이 나왔어요. 언제 나온 겁니까?

“한 달 전쯤에 칩이 나왔고 이 칩을 기반으로 EVB(Evaluation Board ; 평가 보드) 작업을 진행 중입니다.”

- 칩은 어느 팹에서 생산하신 겁니까?

“TSMC에서 작업했고 12나노 공정입니다. MPW(Multi-Project Wafer) 형태로 작업해서 50개의 칩을 만들었습니다.”

- 비용도 상당히 많이 들었을 것 같은데요?

“저희 기술의 가능성을 보시고 많은 분이 도와주셔서 무난하게 진행했습니다.”

- 칩을 만들기 전에 FPGA 위에 올려놓고 검증을 다 하신 후에 칩을 만드셨고, EVB로 작업하신 거네요. EVB는 누가 가져가서 어떻게 개발하게 되나요?

“이 보드는 일종의 시제품입니다. 저희가 개발한 사운드 트레이싱(Sound Tracing) 기술은 매우 독창적이며, 다른 곳에서는 시도된 적이 없는 방식입니다. 그래서 저희는 이 기술을 바탕으로 여러 가지 데모를 진행하고, 성능을 측정해보며, 사운드 트레이싱이라는 IP를 다양한 분야에 접목하려고 합니다. 저희는 하드웨어 IP와 소프트웨어 IP, 두 가지를 보유하고 있는데, 여러 군데 접목하려면 소프트웨어만으로는 어렵습니다.”

- 사운드 트레이싱은 어떤 기술입니까?

“저희 회사는 세종대학교 박우찬 교수님께서 대표로 계십니다. 교수님께서는 10여 년 전부터 레이 트레이싱(Ray Tracing)에 대한 연구를 진행해 오셨습니다. 레이 트레이싱은 NVIDIA와 AMD 덕분에 많이 알려지긴 했지만, 당시에는 매우 생소한 기술이었죠. 레이 트레이싱은 빛을 추적하는 기술로, 우리가 눈으로 사물을 인식하는 것도 결국 빛의 에너지를 통해 이루어집니다. 이러한 개념에서 발전해 저희는 사운드 트레이싱 기술을 개발하게 되었고, 이는 음파의 전달 과정을 실시간으로 시뮬레이션하는 기술입니다. 음파는 눈에 보이지 않지만, 저희 기술은 레이 트레이싱 기반으로 음파의 물리적 속성을 시각적으로 표현합니다. 예를 들어, 음파가 벽에서 반사되거나 흡수되고, 투과되거나 회절되는 다양한 물리적 현상을 시뮬레이션할 수 있습니다. 이는 마치 빛이 반사되고 굴절되는 현상을 시뮬레이션하는 것과 유사합니다. 저희 사운드 트레이싱 기술은 실시간으로 처리되며, 하드웨어와 소프트웨어 모두로 구현되었습니다. 애플 비전 프로의 오디오 트레이싱처럼, 저희 기술도 공간 음향을 물리적으로 시뮬레이션하고 있으며, 현재 제품화 단계 직전까지 와 있는 상태입니다.”

- 이번에 만드신 칩으로 소리와 관련된 어떤 애플리케이션을 만들면 실제와 거의 흡사한 소리를 들려준다고 해석하면 될까요?

“네, 맞습니다. 저희는 기본적으로 물리적 현상을 어떻게 시뮬레이션할 것인가에 중점을 두고 있습니다. 물리적 시뮬레이션은 연산량이 매우 많기 때문에, 이를 효율적으로 처리하기 위해 저희는 하드웨어 기반 알고리즘을 설계했습니다. 연산량을 최대화하면서도 속도를 빠르게 유지하고 발열을 줄이기 위해 하드웨어부터 알고리즘까지 직접 설계하여 구현한 것이죠. 예를 들어, 음파가 벽에 부딪히는 반사음, 흡음재에 의해 흡수되는 소리 등 다양한 물리적 속성들이 있습니다. 스튜디오 환경을 구성할 때도 벽 재질, 사람과의 거리, 공간 내 소리의 울림 등이 중요한 요소인데, 저희는 이런 요소들을 재질 효과나 음파의 레이 표현을 통해 시뮬레이션할 수 있습니다. 음파가 얼마나 반사되는지, 직접 전달되는지, 회절되는지 등 물리적 속성을 모두 고려하여 다양한 효과 또는 현실적인 소리를 구현할 수 있습니다.”

- 음파의 어떤 반사 경로를 모두 계산하면 뒤에서 얘기하는지, 옆에서 얘기하는지, 위에서 얘기하는지 모두 구분할 수 있겠네요?

“말씀하신 부분이 트레이싱이라는 개념인데 이를 언급해주셔서 감사합니다. 트레이싱은 추적입니다. 요즘 나오는 공간 컴퓨팅이나 MR(Mixed Reality) 환경에서, 인간의 시야각에는 한계가 있지만, 청각은 한계가 없잖아요. 저희 기술은 사람이 앞에서 말하든, 뒤에서 말하든 상관없이 소리가 어디에서 오는지 정확하게 추적하고 시뮬레이션할 수 있습니다.”

- 고객사나 궁금한 분들이 실제로 이 소리를 들어볼 수 있습니까? 테스트해 보려면 회사로 연락해야 합니까?

“제가 가야죠.”

- 회사에 데모룸 같은 것을 만들어 놓으면 좋을 것 같습니다.

“저희는 지금 열심히 개발을 진행 중이며, 다양한 데모 세트를 구성하고 있습니다. 안드로이드 스마트폰, 오큘러스 VR, 그리고 기존에 FPGA 기반으로 마련된 데모도 포함하여 종류별로 구성을 해놨고 앞으로도 계속해서 데모를 확장해 나갈 예정입니다.”

- 기존에 사운드 관련한 솔루션을 제공하는 회사들이 많이 있지 않습니까? 돌비라든지 DTS라든지, 그 외 여러 회사가 있는데 그런 회사들과 비교했을 때 어떤 차별점이 있을까요?

“돌비 애트모스에서는 여러 개의 음원을 사용해 공간을 구성하는데, 저희는 레이 트레이싱 기반으로 3차원 공간에서 음향을 구성하는 거죠. 그래서 공간이 있고 음향이 나오는 것입니다. 저희 기술은 공간 자체의 물리적 속성을 정확히 시뮬레이션하기 때문에, 음원이 하나만 있어도 그 공간 내에서 반사, 흡수, 회절과 같은 음향 효과를 충분히 재현할 수 있습니다.”

- 칩 이름은 뭡니까?

“엑사웨이브 100이라고 합니다.”

- 그러면 엑사웨이브 200, 300도 나오는 건가요?

“그래야겠죠. 그런데 이제 막 엑사웨이브 100이 나왔잖아요. 현재 저희는 소프트웨어 알고리즘을 지속적으로 개발하고 있으며, 앞으로 더 발전시켜 나갈 계획입니다. 잠재 고객사들을 대상으로 PT(프레젠테이션)를 진행하면서, 그들의 요구사항을 반영해 기술을 개선해 나가고 있습니다. 알고리즘과 데모는 계속해서 개발 중이며, 고객의 요구에 맞춰 추후 업그레이드하는 방향으로 가야겠죠.”

- 엑사웨이브 100은 어떤 디바이스에 탑재될 수 있습니까?

“기기별로 요구사항과 제약 사항이 다를 수 있지만, 요즘 나오고 있는 비전 프로, 오디오 트레이싱, MR 기기, 그리고 스마트 글래스 등에서 공통적으로 요구하는 것은 소비 전력이 적고 발열이 적으며 메모리 사용량이 적어야 한다는 것이죠. 저희도 이러한 요구에 맞춰 기능을 최적화해 나간다면 어디든 들어갈 수 있습니다.”

- 혹시 지금 얘기하고 있는 곳이 있습니까?

“여러 글로벌 회사에 데모를 시연했지만, NDA(비밀유지계약)로 인해 구체적인 내용을 밝힐 수는 없습니다. 칩이 나온 지도 얼마 안 됐고 데모 세트 구성도 최근에 이뤄졌잖아요. 현재 관심을 보이는 고객사부터 차례로 데모를 진행하고 있습니다. 시연 후 반응은 매우 긍정적이었습니다.”

- 스마트폰에도 들어갈 수 있겠네요?

“가능합니다.”

- 패키지 되어 있는 칩이죠? 사이즈가 어떻게 됩니까?

“패키지 되어 있는 상태로 10X10입니다.”

- 고객사에서는 칩을 받아서 그대로 사용할까요? 아니면 IP 형태로 공급하는 방법도 있습니까?

“저희는 소프트웨어와 하드웨어 IP를 모두 보유하고 있는데, 사운드 트레이싱 기술은 외부 제품의 입장에서 보면 하나의 피처(기능)입니다. 그래서 고객사의 요구에 맞춰 커스터마이징이 필요할 가능성이 큽니다. 이 기술은 IP 형태로도 제공될 수 있지만, 칩이 그대로 사용되더라도 각 디바이스에 맞게 일부 수정이 필요할 수 있다고 생각합니다.”

- IP만 팔 계획도 있다는 얘기군요?

“저는 연구소장이라서 확답을 드릴 수 있는 위치가 아닙니다. 경영진과도 논의를 해봐야겠지만, 사운드라는 개념은 독립적으로 존재하기보다는 여러 기능이 결합되어 각 디바이스에 맞게 들어가야 한다고 생각합니다. 저희가 보유한 사운드 트레이싱에서는 레이 트레이싱 기능을 프로파게이션(Propagation ; 전파)이라고 부르고, 그 결과를 모아서 오럴라이제이션(Auralization ; 음향화)으로 처리합니다. 이 두 가지 기능을 모두 포함하고 있어서 이 기능 자체를 IP로 제공하는 것도 가능하다고 생각합니다.”

- 소장님이 보시기에 사운드 트레이싱 기술이 가장 잘 구현될 수 있는 디바이스는 무엇이라고 생각하십니까? VR, AR 쪽입니까, 아니면 핸드폰이나 게임 쪽입니까?

“저는 사운드 트레이싱을 두 가지로 나누어 생각하고 싶습니다. 사운드 부분은 음향 효과에 집중하고, 트레이싱은 말 그대로 소리의 추적입니다. 요즘 많이 나오는 공간 컴퓨팅, VR, AR에서는 인간의 시야가 한계가 있기 때문에, 360도 가상현실을 더욱 현실에 가깝게 만들기 위해서는 소리가 중요한 요소라고 생각합니다. 예를 들어, 뒤에 있는 사람이 내 이름을 부르면 쉽게 뒤를 돌아볼 수 있듯이, 오디오는 몰입감을 높이는 필수적인 요소입니다. 이미 시각적인 기술은 많이 발전했기 때문에, 앞으로 VR, AR, 공간 컴퓨팅 기술에서는 저희의 사운드 트레이싱 기술이 중요한 역할을 할 것으로 생각합니다.”

- 말하자면 애플의 비전 프로 같은 제품에 제일 적합할 것 같다는 말씀이시네요?

“그렇죠. 그것과 가장 기능이 유사하니까요. 저희 기술은 특정 공간 내에서 소리를 물리적으로 시뮬레이션한 후 원음과 합치는 컨볼루션(Convolution)이라는 기법을 사용하고 있습니다. 전문 음향 시스템보다는 이펙트가 약할 수 있지만, 저희가 목표로 하는 중저가 디바이스에서는 충분히 이머시브 사운드 효과를 제공할 수 있다고 생각합니다.” * 컨볼루션(Convolution) : 신호 처리에서 두 개의 신호를 결합하여 새로운 신호를 생성하는 수학적 연산 기법. 오디오 분야에서는 주로 원음과 시뮬레이션된 소리를 결합해 보다 현실감 있는 음향을 구현하는 데 사용된다.

- 요즘 배틀 그라운드 같은 게임을 보면 상대방 발걸음 소리를 듣고 사운드 플레이를 많이 하더라고요. 그래서 게임에도 괜찮을 것 같다는 생각이 드는데 어떻습니까? 그러려면 게임기나 PC에 들어가야 하겠죠.

“게임 분야에서는 사운드나 오디오의 비중이 상대적으로 크지 않고, 특히 모바일 게임에서는 그 역할이 제한적입니다. 그래서 저희가 보유한 기술의 잠재력을 극대화하려면 디바이스 쪽에 적용하는 것이 더 적합하지 않겠나 생각합니다.”

- 지금 잠재 고객들을 대상으로 마케팅을 하는 과정인 것 같은데요, 매출은 언제부터 날 수 있을 것으로 보십니까?

“지난달에 중국 쪽으로 데모 시연을 하러 다녀 왔는데 NDA 때문에 구체적인 내용을 말씀드리기가 어려울 것 같습니다. 다만 저희 기술에 대한 반응은 아주 좋았습니다. 특히, 공간적인 사운드 효과를 어떻게 접근할지, 그리고 사운드 트레이싱 같은 기술을 어떻게 적용할지에 대한 논의가 있었습니다. 이러한 긍정적인 반응을 봤을 때, 내년 정도에는 좋은 소식이 있을 것으로 기대하고 있습니다.”

- 그러면 하드웨어를 커스터마이징해서 파시게 될 것 같으세요, 아니면 IP 형태로 공급하게 될 것 같으세요?

“명확하게 말씀드리기는 어렵고요, 둘 다 관심 있다고 보시면 될 것 같습니다.”

- 칩 개당 가격을 받으면 되니까 칩으로 팔면 간단하지 않습니까?

“칩으로 판매하게 되면 고정된 기능만 쓰게 되잖아요. 저희 기술은 특정 제품에 응용될 때 그 제품의 환경과 플랫폼에 맞춰져야 합니다. 그래서 이 과정에서 고객사와 함께 어느 정도 공동 개발을 진행해야 하지 않을까 싶습니다.”

- 칩보다는 IP 위주로 공급하게 될 거라는 얘기로 들립니다.

“저도 그렇게 접근하는 것이 맞지 않나 생각합니다.”

- 내년에는 좋은 소식이 있을 것 같다는 말씀이죠?

“있을 것으로 믿고 있습니다.”

- 그렇게 되면 첫 레퍼런스가 되겠군요. 그러면 현재 회사에서 주력하는 것은 엑사웨이브 100 칩으로 최적화된 개발 도구나 데모용 보드를 만드는 일인가요?

“저희 팀은 소프트웨어와 하드웨어 두 그룹으로 나뉘어 있습니다. 하드웨어 팀은 현재 보드에서 기능들이 잘 작동하도록 하는 디버깅 과정을 진행 중이고, 소프트웨어 팀은 엔진부터 데모까지 작업을 진행하고 있습니다. 비록 작은 팀이지만, 매달 새로운 기능도 추가로 개발하고 있습니다.”

- 새로운 기능이라면 예를 들어 어떤 것이 있습니까?

“일단 사운드 트레이싱 알고리즘을 지속적으로 개선하고 있으며, 특히 3D 가상 공간에서의 음향 반사를 최적화하는 데 집중하고 있습니다. 소리는 속도가 매우 빨라서 작은 차이로는 반사되는 소리의 느낌이 크게 다르지 않을 수 있지만, 이를 알고리즘적으로 최적화할 방법을 모색 중입니다. 또한, 라인 어레이 스피커처럼 특정 방향으로 소리를 조절하는 기술도 연구하고 있습니다. 개발 과정에서 다양한 데모 아이디어가 계속 나오고 있으며, 이를 반영해 발전시키고 있습니다.”

- 나무 재질에 반사돼서 들어오는 소리와 돌에 반사돼서 들어오는 소리, 물에 반사돼서 들어오는 소리가 다 다르잖아요. 이런 것은 어떻게 정의하시나요?

“주파수별로 소리를 분리하여, 나무, 돌, 금속 등 다양한 매질에 따른 투과, 흡수, 반사 비율을 계산합니다. 그런 다음, 계산된 값에 맞춰 필터를 적용해 소리가 각 재료와 어떻게 상호작용하는지를 시뮬레이션합니다.”

- 그 값은 계속 만들어줘야 하겠네요? 소리가 반사되는 재질 혹은 매질의 종류가 많지 않습니까?

“공통된 값을 하나 정해 놓고요, 그다음에 새롭게 필요한 것이 있으면 더 만들 수도 있습니다.”

- 엑사웨이브 100 후속 제품에 대한 개발에 착수한 상황은 아니시죠?

“저희가 하드웨어 쪽으로 가려면 엔진 개발을 어느 정도 마무리해야 할 필요가 있습니다. 현재 계속 업그레이드 중이지만, 올해까지는 업그레이드를 진행하고, 이후에는 동결할까 생각 중입니다.”

- 엑사리온에 세일즈나 마케팅을 수행할 인력이 있습니까?

“두 분 정도 있습니다.”

- 총 직원은 몇 분이세요?

“현재 11명입니다.”

- 그러면 개발이나 세일즈/마케팅 중 어느 쪽 인력을 충원해야 하는 상황입니까?

“이제야 데모 세트 구성이 돼서요. 외부에 보여드리고 다음 단계로 넘어가려면 양쪽 모두 인원이 추가로 필요할 것으로 생각합니다.”

- 내년에 좋은 소식 있기를 기대하겠습니다.

대담 : 한주엽 전문기자
정리 : 손영준 에디터
촬영 편집 : 신일범 프로