SRAM과 PSoC 프로세서 제품군으로 유명한 싸이프레스(Cypress)는 역시 메모리와 오토모티브 MCU에서 강점을 가진 스펜션(Spansion)과 2015년 초에 합병되었다. 제품군이 겹치지 않아 상호 보완된 두 회사는 합병 후 실적이 두 배로 늘어났다. 예를 들어, Auto MCU 제품으론 Cluster와 Body 제품의 Main SOC 시장을 주력으로 하며, PSoC 제품으론 웨어러블이나 Automotive CID의 터치 스크린(Touch Screen) 혹은 버튼용 캡 터치(Cap-touch) 시장를 주력하고 있어 디스플레이의 터치와 인포테인먼트(Infotainment) 그리고 바디(Body)까지 개발할 수 있는확장성을 갖추고 있다. 싸이프레스 세미컨덕터 코리아 김형준 부장과 조환국 부장을 만나 싸이프레스 MCU의 미래를 들여다 봤다.

프로그래머블(programmable)한 PSoC
기존 MCU와 달리 개발자가 원하는 기능 추가

■  싸이프레스 MCU의 주력 제품에는 어떤 것들이 있는가?

김형준 부장(이하 김)MCU는 오토모티브(Automotive), 산업용과 일반 가전용이 있지만애플리케이션으로 보면 오토모티브에 주로 집중하고 있다. 

우리가 먼저 소개하고 싶은 것은프로그래머블(Programmable)한 PSoC이다. 이 제품의 특징은 바로 사용자가 원하는 기능들을 집어 넣을 수 있다는 점이다. 타사들은 페리페럴(peripheral)들이 고정되어 있는반면 PSoC은 자사의 툴을 이용해 마치 레고 블록처럼 기능들을 원하는 대로 탑재할 수 있다.

 
▲ 싸이프레스와 스팬션 합병에 따른 시너지 효과.

예를 들어 블록(Block)을 UART로 10채널을 쓴다고 하면 사용자들은 퍼포먼스에 맞춰 자유롭게 개발할 수 있다. 이러한 점이 기존 MCU와는 큰 차별성이라고 할 수 있다.











“싸이프레스는 Auto MCU 제품으로 자동차의 클러스터(Cluster) 및 Body 에,PSoC Base 제품으로 Automotive True Touch, Capsense, BLE 등에 집중으로 하고 있다.”- 김형준 부장







■  디자인을 자유롭게 할 수 있다하지만 그래도 디자인할 때 어려움을 느낄 수 있을 것 같은데.

김) PSoC 크레이터(Creator) 툴을 시각적으로 구현하여 엔지니어들이 필요한 기능들을 쉽게 구성할 수 있도록 하였다. 현재 가장 보편화 된 기능이 고정되고 선택하여 사용하는 MCU 제품도 공급을 하고 있다. 기존의 스펜션과 후지쯔의 Cortex M프로세서 기반 MCU 제품들은 타사들과 같이 고정된 기능들이 탑재된 제품들이다.

■    PSoC을 활용한 분야는 주로 터치 분야인 것 같은데.

김) PSoC 또한 코어텍스M 시리즈가 들어가 터치 방식 제품군들이 라인업 되어있다. 싸이프레스는 자동차의 입력장치를 위해 True Touch 및 Capsense 와 가전제품의 HMI의 Touch 분야에 집중하고 있다.

■  오토모티브용 MCU에 대한 설명을 부탁한다. 주력분야는 클러스터 쪽인가.

조국환 부장(이하 조): 그렇다. 자동차 대시보드(Dashboard), 카메라 디스플레이, 제스처/문자인식, 바디 분야도 확장하고 있다. 싸이프레스의 오토모티브 MCU는 후지쯔 때부터 Cortex R5를 일찍 채용했다. 앞으로도 ARM 코어 기반으로 오토모티브 시장 점유율을 확대할 계획이다.

기존에는 자사 코어를 기반한 제품군들을 많이 보유했지만 후지쯔부터 시작된 ARM 코어 기반의 로드맵이 일찍구성되어 폭넓은 제품을 지원할 수 있다. 특히 신제품들이 스펜션과 싸이프레스 기존 제품군과 중복되지 않아 포괄적인 포트폴리오를 구성하게 되었다. 

포괄적인 포트폴리오로 원스톱(one-stop) 맵핑(Mapping) 가능
자동차에선 애플리케이션 확장 개발

■ 포괄적인 포트폴리오의 구성은 개발자에게 어떤 도움을 주는가?

김)메모리, PMIC, PSoC도 중복되는 것이 없다. 언뜻 보기에 PSoC과 MCU가 중복된다고 생각할 수 있지만 실제 개발 시 전체적인 원스톱(one-stop) 맵핑(Mapping)이 가능한 로드맵을 확인할 수 있을 것이다.

조) 오토모티브 분야에서는 한 애플리케이션에 제한되는 것이 아니라 클러스터-바디-전기자동차-파워트레인-모터 등으로 확장하여 개발할 수 있다.오토모티브 MCU는 특별히 Traveo(트라베오)라고 부르고 있다. 코어텍스 R5 기반으로 휴먼인터페이스 같은 편리한 기능들을 제공한다. 예를 들어 클러스터 시스템이 통합되어 있어 원칩(one-chip) 솔루션으로 개발할 수 있고 요즘은 자동차 통신 프로토콜인 CAN-FD가 각광을 받고 있어 그에 대한 로드맵(Roadmap)도 가장 폭 넓고, 빠르게 대응하고 있다.

점점 각 코어에 맞는 소프트웨어 투자 비용이 늘어나
공통기반의 코어는 비용을 줄여주고 제품 가격 안정화

■ 모든 신규 제품들을 ARM 코어 기반으로 출시할 계획인가. 그렇다면 그 이유는.

조)Car OEM들이 소프트웨어 대한 투자가 점점 늘어나고 있다. 하지만 각 반도체 회사들이 코어 별로 투자하게 되면 중복투자가 생기게 마련이다. 하지만 ARM 기반 코어 내에서 투자가 되면 비용절약 효과가 있게 된다. 전반적으로 공통 코어로 가는 경향이 있다.

타사들도 물론 ARM 코어 기반의 제품들을 내놓고 있다. 그러나 우리처럼 오랫동안 준비하지 않았기 때문에 포트폴리오의 빈 공간 현상이 생기게 된다. 

또한 자체 코어를 사용하게 되면 특정 코어에 대한 의존도가 높아져 2-3년만 사용해도 인프라 구축과 코어에 대한 지식이 고정되기 때문에 다른 회사가 진입하지 못한다. 이런 선점, 독점 효과는 특정 반도체 회사 입장에서는 환영이지만 Car OEM은 제품의 성능과 관계없이 가격을 제어할 수 없게 된다.

바로 이런 문제를 해결하기 위해 ARM 기반의 제품을 출시한 것이다. 또한 ARM 코어는 누구에게나 오픈되어 있기 때문에 개발 환경을 갖춰놓고 엔지니어를 교육시키기만 한다면, 한 리소스를 다음, 혹은 다른 프로젝트까지 확장시킬 수 있다. 

즉 처음부터 구성할 필요가 없다는 것이다. ARM 코어텍스 로드맵 자체가 락스텝(Lock-step)이나 시큐리티기능등을 지원하기 때문에 경쟁사들도 ARM 코어텍스 기반의 제품을 만들지 않을 수 없을 것으로 예상한다. 초기 Cortex M 시리즈는 듀얼코어/락스텝 등의 제한으로 오토모티브 플랫폼 적용에 어려움이 있었기 때문에, 싸이프레스는 R시리즈를 출시하면서 시장에 진입할 수 있었지만, 현재는 Cortex M core의 확장성도 확보된 상태다.





“오토모티브는 트라베오 시리즈와 트루 터치(True Touch) 오토 PSoC 제품을 컴비네이션하여, 현재 추세인 하이-레졸루션 및 터치스크린 디스플레이에 대한 요구에 맞는 제품 라인업 개발이 계속 진행 될 것이다.”- 조환국 부장








별도의 그래픽 엔진(GDC) 내장 
MCU 하나로 확장성 있는 제품 개발 가능

■ 오토모티브 MCU인 ‘트라베오’에 대한 얘기를 들어보자. 주요한 특징은 무엇인가?

조)클러스터라는 애플리케이션을 예로 들어 설명하겠다. MCU가 클러스트를 지원하려면 로우엔드(Low end)부터 하이엔드(High end)까지의 플랫폼 개념으로 ‘확장성’을 제공해야 한다. 이 때 통합되지 않은 솔루션은 이 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 제품의 코어나 제품군이 바뀌게 된다. 그와 달리 싸이프레스는 원칩 솔루션으로 트라베오 제품 안에 하이퍼포먼스의 그래픽 엔진을 내장했다. 외부의 디스플레이를 위해 GDC(graphic display controller)라는 별도의 그래픽 칩이 필요 없다. 

원칩이 아닐 경우, 일반 MCU에 GDC 투칩(Two-chip) 솔루션으로 구성한다.타사 경우 기본적인 기능을 하는 MCU 하나에, GDC를 로우엔드부터 하이엔드까지 장착한다. 이에 반해 싸이프레스는 통합된 원칩 솔루션을 제안하는 것이다.솔루션는 2D 그래픽 엔진, 3D 그래픽 엔진, 비디오 디스플레이 컨트롤, 원 칩 메모리, 메모리 컨트롤, VRAM이 내장되어있다. 외부의 메모리 사용하지 않아도 된다는 것이 장점이다. 
 

■  인포테인먼트는 데이터가 많은 분야 중 하나인데 외부 메모리가 필요하지 않을까.

그렇기도 하다. 그래서 싸이프레스는 외부의 메모리가 필요한 경우 적은 핀(pin)수와 넓은 밴드위쓰(bandwith)로 외부 플래시와 RAM 메모리에 접근할 수 있는 하이퍼버스(HyperBus) 솔루션이 있다. 하이퍼버스를 이용하는 메모리가 외부에 있고 트라베오 안에 하이퍼버스가 내장되어 커뮤니케이션을 할 수 있다. 이때 적은 핀수로 통신 속도를 높일 수 있다는 점이 우리 솔루션의 강점이다.  

▶ 싸이프레스의 트라베오(Traveo) 제품

인포테인먼트의 추세는 갈수록 고용량의 데이터 전송
하이퍼버스(HyperBus)로 외부 메모리 통신 속도 높일 수 있어

■  하이퍼버스가 통신 속도를 높이는 것 외에 타사대비 특징은 없나.

싸이프레스에선 하이퍼버스용 제품으로 하이퍼플래시 와 하이퍼램을 공급하므로써 기존에 flash와 DRAM이 외에 다른 버스를 사용하는 것으로 하나의 버스로 구현이 가능하여 메인 MCU의 외부 핀수를 혁신적으로 줄일 수 있는 버스 규격이다. 

 
▲적은 핀(Pin) 수와 넓은 대역폭이 특징인 하이퍼버스(HyperBus)


■ 메모리가 늘어난다는 것은 클러스터의 레졸루션이 많아진다는 것을 의미하는데 이에 대한 기술적 대응책은 무엇인지.

55나노에서 40나노 공정으로 가면서 로드맵을 트라베오 제품으로 전개하는 이유도 그 때문이다. 퍼포먼스와 레졸루션을 동시에 높이고 메모리 용량을 늘려가야 한다.이전에는 7인치 풀 TFD 클러스터라고 하면 하이엔드 차량에 주로 탑재했지만 이제는 동일한 스펙의 LCD를 중저가에 적용하는 추세이다. 

현재 컨셉트 카(concept car)를 보면 디스플레이와 터치의 요구사항들이 급격히 늘어나고 있다. 클러스터 전체 LCD, 조수석 LCD 후방의 엔터테인먼트 LCD를 필요로 한다. 

더 특별한 경우, 리어 미러(Rear mirror) 쪽에 LCD로 처리하고 카메라를 바깥에 탑재하는 것이다.
또한 컨셉이긴 하나 자동차 지붕을 지지하고 있는 기둥들도 LCD로 교체할 수 있다. 이 기둥들은 운전하면서 지나다니는 보행자들을 가릴 수 있기 때문이다. 이에 이 기둥들에 LCD를 설치하고 바깥에 카메라를 달면 보행자가 지나가더라도 LCD를 통해 보행자들의 안전을 확보할 수 있다.

 
▲HyperBus의 인터페이스(Interface)

■ 싸이프레스는 스팬션과의 합병을 통해 메모리나 MCU 프러덕트 측면에서어떤 시너지 효과를 내고 있는가?

김)현재 싸이프레스 노어 플래시 메모리는 40나노 공정 기반이다. NOR 메모리에서는 40 나노는 가장 첨단 공정이다. 더 적은 나노로 개발이 가능한 NAND 메모리와 틀린 구조를 가지면 좀 더 복잡한 구조로 설계가 되므로 현재 노어 플래스 메모리 테크놀로지로는 40나노이면 첨단 기술이라고 할 수 있다.

조)오토모티브도 40나노이면 굉장히 빠른 기술에 속한다. 웨이퍼(Wafer)를 생산할 때 메모리 사이즈 영역에 제일 많이 차지하게 되는데 그 공간을 줄이는 것이 비용절감면에서 핵심 기술이다.예전처럼 코어가 128KB, 256KB이면 상관없는데 요즘은 4MB 이상의큰 용량을 요구하기 때문에 메모리 사이즈가 커질 수 밖에 없다. 하지만 싸이프레스는 메모리 기술을 같이 보유하고 있기 때문에 다이(die) 사이즈가 작아져 경쟁력이 높다,

싸이프레스의 메모리 기술과 
MCU의 경쟁력은 동시에 상승 할 것


■ 메모리 사이즈가 MCU의 경쟁력을 높이는데 얼마나 기여하는가?

생각보다 메모리가 MCU에 차지하는 영역은 크다. 코어(Core)의 크기에 따라 면적이 2/3로 줄어들어 웨이퍼 당 수율이 높아진다. 차이가 많이 나지 않을 것이라고 생각할 수 있지만 대략 일반적으로 20~30% 정도 차이가 나는 것으로 알려져 있고 칩 사이즈가 작아지면 수율이 높아져 분명히 경쟁력이 발생한다.

현재는 우선 자사 MCU에 적용되긴 하지만 경쟁사도 차용하고 있다. 클러스터가 화면에 이미지를 나타낼 때 이미지의 소스들은 NOR 플래시 메모리에 있을 수 밖에 없다. 내장 플래시 메모리로는 부족하기 때문이다. 

■ 향후 싸이프레스 MCU의 로드맵은?

오토모티브는 트라베오 시리즈와 트루 터치(True Touch) 오토(Auto) PSoC 제품을 컴비네이션하여 현재 추세인 하이-레졸루션과 터치스크린 디스플레이에 대한 요구 사항에 맞는 제품 라인업이 계속 진행 될 것이다.