2014년 02월 19일, 서울 - 다양한 전자 애플리케이션에 걸쳐 고객들에게 기여하는 세계적인 반도체 회사 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 CEA-Leti와 28nm 초박형 바디 산화막(ultra-thin body buried-oxide, UTBB) FD-SOI 기술 기반 초광대적 전압 범위(ultra-wide-voltage range, UWVR) 디지털 신호 프로세서(DSP)를 성공적으로 시연했다고 밝혔다.

이 칩은 ST가 28nm UTBB 완전공핍형 실리콘-온-인슐레이터(FD-SOI) 프로세스 기술로 제조했으며 0V에서 +2V의 바디 바이어스 전압 스케일링을 허용하고 최소 회로 작동 전압을 낮추며 400mV에서 460MHz의 클럭 주파수 작동을 지원한다.

이번 시연에서는 설계 방식을 결합 활용하여 초광대적 전압 범위(UWVR), 에너지 효율 향상, 탁월한 전압 및 주파수 효율성을 달성했다. ST와 Leti는 0.275V - 1.2V 범위의 표준 셀 라이브러리를 개발 및 최적화했다. 전력과 성능이 겹치지 않는 특성 덕분에 결과는 이상적이었다. 최적화된 셀 중 고속 펄스 구동 플립 플롭(fast pulse-triggered flip-flops)은 낮은 전압에서의 가변성을 견딜 수 있도록 설계됐다.

또한 온칩 타이밍 마진 모니터는 공급 전압 값, 바디 바이어스 전압 값, 온도 및 공정 기술과 별도로 클럭 주파수를 최대 동작 주파수에 아주 낮은 퍼센트의 마진이 되도록 유동적으로 맞춰준다. 그 결과, 이 DSP는 0.4V에서도 10배에 달하는 최상의 동작 주파수를 구현해낸다.

필립 마가색(Philippe Magarshack) ST 설계 구현 서비스 부문 수석 부사장은 “UTBB FD-SOI 기술은 ST의 ‘더 빠르고, 더 발열이 적고, 더 단순한 (Faster, Cooler, Simpler)’ 솔루션이다. 이 기술은 성능 및 절전 기능을 크게 향상시키는 한편 기존 설계 및 제조 방식의 수정도 최소화한다. 이번 DSP 시연에서는 FD-SOI 기술이 보다 효율적인 반도체칩(10nm 노드까지 축소)을 적용한 더 나은 모바일 배터리 제품에 새로운 좌표를 제시하고 있다는 점을 보여준다”고 밝혔다.  

티에리 콜렛(Thierry Collette) Leti 부사장 겸 설계 및 임베디드 시스템 플랫폼 부문 책임자는 “Leti는 혁신과 최상의 산업을 연결하여 첨단 설계 기술 고유의 전력 및 성능 혜택을 활용할 수 있도록 기술 개발을 진행하고, 이를통해 사물인터넷 제품에 가장 적합한 전용 부품을 설계하는데 기여하고 있다”고 설명했다.

2월 12일 ISSCC의 27번 세션(에너지 효율성 우수한 디지털 회로)에서 ‘A 460MHz at 397mV, 2.6GHz at 1.3V, 32b VLIW DSP, Embedding Fmax Tracking’라는 제목의 Leti/ST 논문이 발표되었으며 참석자들에게 시연 키트를 선보였다.