삼성전자, 5G스마트폰 핵심 통신칩 3총사 떴다

삼성전자가 4일 5G스마트폰용 통신칩 3종을 출시했다고 발표했다. '엑시노스 모뎀 5100'칩과 함께, 무선 주파수 송수신 반도체 '엑시노스 RF 5500'과 전력 공급 변조 반도체 '엑시노스 SM 5800' 양산에 돌입한데 따른 조치다.

3종의 5G통신칩 솔루션은 모뎀, RF칩, SM칩으로서 초고속 데이터 통신을 가능케 하는 무선통신기술 핵심 반도체다.
기능을 보면 모뎀칩은 휴대폰의 음성, 데이터 정보를 신호로 변환하거나 외부의 신호를 음성, 데이터로 변환해 주며, RF칩은 신호를 전파로 주고 받을 수 있도록 조정하는 역할을 한다. SM칩은 이 과정에서 전파 신호를 더 효율적으로 보낼 수 있도록 전압을 조정해 준다.

'엑시노스 RF 5500'과 '엑시노스 SM 5800' 기술은 지난 2월 미국 샌프란시스코에서 열린 '국제반도체기술학회(ISSCC) 2019'에서 우수 제품 논문으로 선정됐다. 이들 칩은 '엑시노스 5G 모뎀'과 함께 차세대 갤럭시S10 5G폰에 탑재될 예정이다.

■엑시노스 RF 5500, 하나의 칩으로 2G~5G까지 구현

RF 트랜시버(Radio Frequency Transceiver)칩은 무선통신용 고주파 칩으로서 모뎀에서 나오는 음성과 데이터 신호를 외부에 전송할 수 있는 저주파수로 바꾸거나 저주파를 고주파로 바꿔 모바일 기기와 기지국간 데이터를 주고받도록 해준다.

엑시노스 RF 5500은 2세대부터 6기가헤르츠(GHz) 이하 5세대통신 표준까지 하나의 칩으로 지원할 수 있어 단말기 설계시 공간 부담을 줄여준다.

삼성전자는 데이터 전달 속도를 향상 시키기 위해 '엑시노스 RF 5500'에 4개의 안테나를 동시에 사용 가능한 '4×4 MIMO(다중안테나) 기술'과 주파수 변복조 방식인 '256QAM(직교 진폭 변조)' 기술을 적용했다. MIMO(Multiple Input Multiple Output, 다중입출력)는 무선 통신 전송 용량을 높이기 위한 스마트 안테나 기술로서 기지국과 단말기에 여러 개의 안테나를 사용해 전달하는 데이터 용량을 높여준다. QAM(Quadrature Amplitude Modulation, 직교 진폭 변조)은 독립된 2개의 반송파(Carrier wave)의 진폭과 위상을 동시에 변조해 데이터를 전송하는 기술 방식이다.

RF가 통신기지국에 데이터를 발신하기 위해서는 전력 증폭 반도체를 이용해 신호를 증폭시키는 과정이 필요하다. 전력 공급 변조 반도체(SM)는 신호증폭에 필요한 전압을 조절해 배터리 소모를 효율적으로 관리한다. SM(Supply Modulator)은 모바일 기기와 통신기지국 간의 거리를 바탕으로 모뎀 및 전력 증폭 소자의 전력효율을 개선해 배터리 사용 시간을 늘려준다.

‘엑시노스 SM 5800'은 최대 100메가헤르츠(MHz) 무선 대역폭을 지원해 데이터 전송량이 큰 5G 통신에서도 효율적으로 데이터를 전송해 준다. 특히 모바일 기기와 통신기지국 간의 거리 정보를 바탕으로 필요 전압을 최적화해 단말기에서 사용되는 배터리 소모량을 최대 30% 개선해 준다.

강인엽 삼성전자 시스템LSI사업부장(사장)은 "삼성전자는 첨단 5G 포트폴리오를 바탕으로 이동통신 분야에서 혁신을 이끌고 있다"며, "삼성 엑시노스 5G 솔루션은 강력한 성능과 전력 효율을 제공함과 동시에 각 세대별 이동통신 표준을 지원해 어디서든 끊김 없는 연결을 제공할 것"이라고 밝혔다.

삼성전자는 24기가헤르츠(GHz) 이상 초고주파 대역(밀리미터파 mmWave)을 지원하는 RF 트랜시버와 위상배열(Phase Array) 제품의 상용화를 추진하는 한편 추후 모뎀을 프로세서에 통합한 차세대 5G 반도체도 선보일 계획이다. 위상배열(Phase Aarray)반도체는 고품질 통신신호를 좀더 먼거리까지 보내기 위해 전파를 특정방향으로집중시키는 빔포밍(Beanm Forming) 기술을 지원하는 반도체다.


이재구 글로벌이코노믹 기자 jklee@g-enews.com