반도체칩 설계를 탐하다

1986년에 CD4047인가? 배터리식 소변세척기 센서회로를 설계할때 지금의 시분할 통신개념과 비슷한 연속된 시간이 아닌 광통신소자의 송수신시간을 100분의 1동안만 활성화시키는 회로를 만들어 다이본딩까지 해서 테스트했는데 데이터시트와 다르게 누설전류가 커서 당시 금성인지 삼성인지 TI인지 기억이 없지만 누설전류가 크다 문의하니 수십마이로 암페어전류는 어쩔수 없다 얘기듣고 로직IC로 설계변경한 기억이 있는데 이제 어쩔수없는 시대흐름에 50년 땜쟁이 티를 벗고 반도체 칩설계의 신세계로 나아가려한다. 2004년도에 내가 91년에 설립한 갑진에 재입사하며 맨처음 시도한게 지금도 기본회로 그대로 실제사용되는 PWM TYPE 2스위치 양방향 컨버터인데 이걸 완성해놓고 기술유출을 어떻게 피하느냐 궁리한게 컨버터의 주요 제어부를 모듈화하여 에폭시 몰딩을 해서 회로를 감추는 것이었다. 당시 충방전기는 일본의 가따오까사가 5V 3A 256채널 충방전장비를 8000만원대에 전량 삼성SDI에 납품하고 있던걸 열이없고 효율높은 PWM TYPE으로 개발해서 4~5천만원대로 낮추어 전량 교체납품했고 한국은 2007년 마쓰시타 배터리공장 대화재로 어부지리하여 2019년까지 르네상스시대에 접어들며 띵가띵가 했지만 LFP에 비해 상대적으로 비싼 NCM 배터리의 숙명을 이겨내지 못하고 지금은 글로벌 점유율 10%대의 국가전략산업이란 단어가 무색하게 끝없는 추락을 거듭하고 있다.. 배터리와 더불어 운명의 곁지기가 된 후공정 활성화장비 충방전기제조 국내업체는 갑진을 비롯해서 지금도 리니어방식으로 제작하는 싸이클러장비업체 원익피엔이가 있고 인버터로 시작했지만 성능을 업그레이드 못시킨 에이프로는 중국장비를 수입해다 LG엔솔에 지금도 납품하고 있지만 한국의 배터리가 끝없는 나락에 빠져든건 2022년 SK온의 조지아공장 건설 이후가 아닌가싶다.. 배타리제조에서 전공정과 후공정으로 나뉠때 전공정장비 거의 전부는 힌국업체 장비로 채웠지만 후공정 장비는 중국의 항커커지가 미국의 중국장비 배제정책으로 납품할 수 없음에도 진천에 한국지사를 설립한 항커커지가 우회수출하며 어쩌면 지금의 법정관리중인 갑진의 몰락으로 이끌었던 사건이고 또한 그때부터 전기차캐즘으로 한국의 배터리제조 자체가 존폐의 기로를 걷고있는게 아닌가 싶다.. 큰 줄기에서 지금 내가 시도하는 50% 원가의 직렬식 충방전장비는 본질에서 벗어나 있다고 배터리업체에선 변명할지 모르나 조지아공장 후공정에 항커가 1680억으로 낙찰받았고 당시에 국내업체는 2300억대 입찰가로 응찰했으니 그 격차를 따져볼때 이미 경쟁자체가 안되는 상태로 인정해야되며 그러하니 장비업을 포기해야 하는게 맞다.. 그러나 기술이란게 과거에 머물러 있다면 발전이란게 있을수없고 영구불변이 없으니 중국 기술을 낮춰볼게 아니고 인정할건 인정해야만 한다. 동일한 물건을 저렴하게 만들수 있다면 그 자체를 인정하고 뛰어넘어야 하는데 신기술을 받아들이고 적용하여 경쟁에서 앞서려는 자세가 아니면 한국의 배터리도 일본처럼 역사의 뒤안길로 사라져갈것이다.. 직렬식은 당연하게도 향후 배터리제조 후공정에 적용은 당연하다 할것이고 누가 그 시작점이냐가 중요할것인데 중국은 2021년부터 전기차 배터리구조를 셀투팩을 적용해서 저만큼 앞서고 있는데 국내에서 제일 많이 팔렸다는 아이오닉5의 BMS는 구석기시대 유물과도 같은 셀투모듈에 수동식 셀발란서 방식이고 급속충전에 대응해야하니 모듈간 능동형 셀발란서로 만든다는데 모듈이 30개이니 모듈간을 연결해야 하는 하네스 무게만도 장난이 아닐터다.. 거기다 통신선까지 주렁주렁이니 어떻게 중국의 BYD를 상대할지 눈앞이 캄캄할진데 개선의 의지마져 느껴지지 않으니 내가 나설수밖에 없을듯하다. 직렬식 충방전장비가 저렴할수밖에 없는건 컨트롤러 하니에 수십개의 배터리를 제어할수 있다는거와 수십개 배터리의 전압이 실시간으로 그것도 mV 단위의 정밀도로 제어되는 셀발란서가 있어야 가능하다. 국내의 전기차 셀발란서가 모듈내에선 수동형인건 부품가격이 능동형보다 저렴해서인데 난 800V 시스템에서 191개 구조의 데이지체인 셀발란서를 96개로 줄였고 효율마져 96% 이상의 동기정류 능동형 셀발란서를 채널당 3~3.5불 수준으로 만들수있는 BCDMOS 공정의 칩을 개발하고있다. 기술탈취의 염려없이 본질적으로 50% 부픔수이니 고장률도 50%이하가 될터고 하네스를 줄이겠다고 무선통신칩을 발표한 TI의 wBMS 칩도 무용지물로 만들 1Wire 통신 프로토톨도 탑재될 셀발란서칩의 출현을 여러분은 내년이면 뉴스로 접하게 될것이다^^ p.s. 셀발란서 칩을 직렬식 충방전기에 적용해도 되니 직렬식 장비사업도 병행할수 있고 거기에 컨버터칩까지 만들어지면 내가 직접적으로 제조업에 신경을 안써도 되니 노후가 편안할거같다 느끼는건 나만의 생각일까요 ㅎ BCDMOS 공정의 반도체칩을 설계하기 위하여 반도체 설계학과 그리고 아카데미등 여러길을 알아봤지만 역시나 가장 빠르고 확실한 방법은 쳇GPT를 활용하여 논문을 탐색하여 배우는게 가장 합리적이다 여겨지네요 ㅎ PRO 버전이 200불이니 몇달간 이걸로 공부하여야겠습니다.