베일 벗은 아이폰5S 핵심 반도체…작은 변화? 큰 변화!

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베일 벗은 아이폰5S 핵심 반도체…작은 변화? 큰 변화!

디지털데일리 발행일 2013-09-22 11:34:44

한주엽 기자

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[디지털데일리 한주엽기자] 20일(현지시각) 미국 등 9개국에서 판매를 개시한 애플의 최신 스마트폰 아이폰5S의 핵심칩 정보가 속속 공개되고 있다.

모바일 애플리케이션프로세서(AP) ‘A7’은 삼성전자 파운드리에서 생산됐고, 센서허브칩 ‘M7’은 네덜란드 반도체 업체 NXP의 제품인 것으로 밝혀졌다. 미세전자기계시스템(MEMS) 센서는 독일 보쉬와 프랑스-이탈리아 합작 회사인 ST마이크로, 일본 아사히카세이마이크로디바이스(AKM)의 제품이 탑재됐다. 미국 퀄컴의 롱텀에볼루션(LTE) 모뎀칩과 고주파(RF) 트랜시버 및 RF 전력관리칩(PMIC)이 적용된 것도 눈에 띈다. 주 저장장치인 낸드플래시는 SK하이닉스가 공급했다.

반도체 설계 컨설팅 업체인 칩웍스는 아이폰5S를 분해한 결과 이 같이 나타났다고 자사 블로그를 통해 발표했다. A7칩에서 삼성전자 로고 등이 나타나진 않았지만 칩웍스는 “게이트 간격이 엑시노스5 옥타 5410과 동일하다”며 “삼성전자의 28나노 하이케이메탈게이트(HKMG) 공정으로 생산된 것이 확실하다”고 설명했다.

A7칩은 64비트를 지원하는 ARMv8 아키텍처를 기반으로 생산됐다. 64비트 기반 AP가 스마트폰에 적용된 것은 이번이 처음이다. 아난드텍에 따르면 A7은 1.3GHz 클록의 CPU 코어 두 개를 갖췄으며 영국 반도체 설계자산(IP) 업체인 이매지네이션의 파워VR 6430(쿼드코어) 그래픽처리장치(GPU)를 내장했다.

애플은 A7에 10억개 이상의 트랜지스터가 내장됐다고 공식 밝혔다. 아난드텍은 이 같은 트랜지스터 집적도가 전작인 A6 대비 두 배 이상 증가한 것이라고 추정하며 벤치마크 테스트 결과 퀄컴 스냅드래곤 800이 탑재된 스마트폰 대비 성능이 우수한 것으로 나타났다고 설명했다.

애플이 아이폰5S를 발표하며 강조했던 센서허브칩 M7은 NXP의 마이크로컨트롤러유닛(MCU)인 LPC18A1인 것으로 확인됐다. NXP는 2006년 필립스에서 분사한 반도체 기업이다. LPC18A1은 32비트 ARM 코어텍스 M3 코어 기반 제품이다. 애플은 여러 종류의 센서를 효율적으로 관리하기 위해 자사 제품에는 처음으로 센서허브를 탑재했다. MCU는 AP보다 연산 속도가 현저하게 느리지만, 전력소모량이 적기 때문에 수시로 전달되는 센싱 정보를 처리해도 배터리 소모가 덜하다.

삼성전자는 이미 올 상반기 출시한 갤럭시S4에 미국 아트멜의 UC128L5-U MCU를 탑재, 업계 최초로 센서허브 기능을 스마트폰에 구현한 바 있다. NXP와 아트멜 외에도 텍사스인스트루먼트(TI), ST마이크로 등이 센서허브 MCU를 출시해놓은 만큼 향후 공개될 주요 업체들의 스마트폰에도 비슷한 기능이 탑재될 것으로 관측된다. 인텔도 내년 출시될 스마트폰용 아톰칩(코드명 메리필드) 솔루션에 센서허브 기능이 구현될 것이라고 밝혔다.

아이폰5S에는 각종 MEMS 센서가 탑재돼 있다. MEMS는 반도체 제조 공정을 응용해 마이크로미터(um, 100만분의 1미터) 크기의 초미세 기계부품과 전자회로를 동시 집적하는 기술로 스마트폰 판매 확대와 더불어 MEMS 센서 시장 규모도 크게 확대되고 있다.

3축 가속도 센서는 보쉬의 BMA220이 탑재됐다. 보쉬가 아이폰 시리즈에 MEMS 센서를 공급한 것은 이번이 처음이다. 3축 자이로스코프는 ST마이크로의 B329, 전자나침반(지자기센서)은 AKM의 AK8963이 채용됐다.

모뎀 솔루션은 퀄컴이 독점적으로 공급했다. 아이폰5S에는 퀄컴의 LTE 모뎀칩인 MDM9615M(LTE-A 미지원)이 탑재된다. 기지국으로부터 고주파(수백MHz~ 수GHz) 신호를 받아 통신칩이 처리 가능한 저주파 대역으로 변조시키거나 그 반대의 역할을 하는 RF칩은 WTR1605L가 탑재됐다. WTR1605L RF칩은 LTE(7개 밴드 지원), HSPA+, CDMA2K는 물론 중국의 3G 통신 방식인 TD-SCDMA도 지원한다. RF용 PMIC인 PM8018이 들어간 것도 눈에 띈다. 퀄컴은 최근 자사 RF칩과 연동되는 PMIC를 패키지 형태로 판매하며 공급량을 늘리고 있다.

무선랜은 미국 브로드컴의 BCM4334 콤보칩이 내장됐다. 이 제품은 802.11a/b/g/n 무선랜과 블루투스 4.0, FM 라디오 기능이 통합돼 있다. 브로드컴은 무선랜 칩 외에도 터치스크린 컨트롤러인 BCM5976A0KUB2G을 애플에 공급했다. 그러나 최신 LTE-A 모뎀 솔루션 및 802.11ac를 지원하는 무선랜 칩이 탑재되지 않은 점은 다소 아쉽다고 외신들은 보도했다.

카메라 센서는 소니의 IMX 145가 탑재됐다. 아이폰4S, 아이폰5에 탑재된 센서와 모델명은 같지만 다이(4.89×3.67mm 추정, 기존 제품은 4.54×3.42mm) 면적 및 화소(1.5um, 기존에는 1.4um) 크기가 커졌다. 화소 크기를 키운 것은 빛을 받는 수광부를 늘려 화질을 높이기 위한 조치인 것으로 분석된다. 최대로 개방할 수 있는 조리개 값은 기존 f2.4에서 f2.2로 변경, 빛을 최대한 많이 받을 수 있게 했다. 빛이 부족한 어두운 환경에서 기존 제품 대비 나은 사진 결과물을 뽑아낼 수 있을 것으로 보인다.

<한주엽 기자>powerusr@ddaily.co.kr