바이코, “항공우주·방산시장에서 검증받은 기술, 데이터센터·EV로 확대”

최태우 기자 / 기사승인 : 2020-03-12 09:04:24
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PDN 설계 접근법 제시, 전력밀도·소형화 강점 내세워 통신·자동차 시장 정조준
▲ 부하지점에서의 전력밀도 개선 로드맵 [source=vicor]
[IT비즈뉴스 최태우 기자] 소비자형 단말을 포함해 모든 전자제품을 구동하는 핵심은 전력시스템을 꼽는다. 다양한 기능을 구현하기 위해 설계된 애플리케이션 각 단에서 요구되는 전력을 안정적으로 공급하고, 최종 애플리케이션에서의 안전성에도 기여하기 때문이다.

시스템 설계 엔지니어의 경우 다기능·소형화되는 애플리케이션의 변화 트렌드에 부합하고 입력 고유의 전력을 손실 없이 안정적으로 공급하는, ‘전력효율성 100%’에 가까운 디자인 설계를 위한 도전과제에 직면해 있는 상태다.

아울러 빠르게 변화하고 있는 트렌드에 대응하기 위해 개발주기를 최소화하고, 업그레이드가 용이한 모듈형 설계디자인 방법론도 주목을 받고 있다. 효율성과 안전성이 보장돼야 하는 미션크리티컬 시스템 단에서의 이러한 요구도 증가하고 있다. 특화 토폴로지·패키지와 자체 아키텍처 기반의 전력모듈을 시장에 공급하고 있는 반도체 기업 ‘바이코(Vicor)’가 주목을 받는 이유다.

◆매년 매출의 16%를 R&D에 재투자…ZVS 토폴로지로 효율성 확보
1981년 설립된 바이코(Vicor)는 파워IC·모듈을 전문적으로 생산하는 반도체기업이다. 파워IC를 포함해 모듈 및 패키징 관련된 170여건 이상의 특허를 보유하고 있다. 전체 매출의 16%를 연구개발(R&D)에 재투자하고 있다.

제로볼티지스위칭(Zero Voltage Switching, ZVS), 이중클램프(Double-Clamped) ZVS 방식의 다양한 컨버터(모듈)를 공급하고 있다. 다수의 경쟁기업들이 사용하는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM) 토폴로지의 경우 입출력 전압차가 크면 스위칭에서의 손실률이 크다. 바이코는 ZVS 기반으로 고전압-저전압으로 연결되는 구간에서의 전력손실을 크게 줄일 수 있는 점이 솔루션 경쟁력의 핵심이라고 설명한다.

바이코인테그레이티드아답터(VIA), 칩패키지(ChiP), 시스템인패키지(SiP)의 모듈화 전력으로 품질 면에서는 불량을 줄이고 시스템 디자인설계 단에서도 유연성을 확보할 수 있다는 것도 사측이 내세우는 강점 중 하나다.

모듈러 방식으로 최적화된 전원시스템 설계를 지원하면서 최대 1000W까지 지원하는 고효율 애플리케이션 설계를 지원하는 점도 특징으로 내세운다.

◆설계 유연성 확보와 전력밀도 향상
전력시스템 개발 단에서 최우선 고려해야 할 핵심이슈는 ‘전력밀도 개선’과 ‘설계디자인 사이즈 줄이기’다. 안정적인 전력시스템을 구현하는 소자(모듈)을 선택해 디자인하는 것, 또 최대한 디자인의 크기를 줄이는 것은 시스템 구현에서 발생되는 비용과 연관돼 있기 때문이다.

바이코는 기술적인 강점으로 전력밀도(Power Density)를 최우선으로 든다. 이론적으로 에너지 손실을 100% 방지할 수는 없지만, 각 애플리케이션 단에서 요구하는 적정 수준의 파워를 정확히, 안전하게 배분할 수 있는 디자인 설계에 최적화된 기술을 제공하는 게 목표다.

▲ 디자인의 설계 복잡성을 줄이고 소형화를 실현할 수 있는 엔드투엔드 솔루션과 방법론 제시한다는 게 바이코가 내세우는 전략의 핵심이다.
동일한 파워를 제공하면서도 칩(모듈) 패키지를 기존 대비 절반으로 줄일 수 있도록 기술 고도화에도 집중하고 있다. VIA, ChiP, SiP 등 유연성과 확장성, 고효율 레귤레이터가 통합된 다양한 모듈 제품군을 확보한 상태다. 2년을 기준으로 전력밀도는 25% 향상을, 전력손실은 25% 감소를 목표로 연구개발을 추진 중이다.

칩(Chip) 베이스를 앞세운 레퍼런스 디자인을 앞세워 관련 시장에 접근하고 있는 경쟁 기업과는 다른 전략을 구사하는 점도 눈길을 끈다.

특히 전력을 가장 효율적으로, 또 안정적으로 분배하기 위해 고전압 전원분배네트워크(Power Distribution Network, PDN)를 효율적으로 구성할 수 있는 통합 디자인 설계를 지원하는 데 중점을 두고 있다.

FP아키텍처(Factorized Power Architecture)를 적용해 스위치에서의 노이즈(EMI)를 줄이고, 고출력으로 인한 전력손실을 해결하며, 전원소스에서 PoL(Point of Load)까지 유기적-포괄적인 전력시스템 구성과 비용을 절감할 수 있는 설계디자인 방법론을 제시하고 있다.

◆방산시장에서 인정받은 기술력, 통신·EV로 시장 확대
바이코는 그간 미션크리티컬 시장인 항공우주/방산시장에서 인정받은 기술을 토대로 다양한 산업군으로의 시장 확대를 추진 중이다. 경쟁사와 달리 특화 토폴로지와 패키징, 아키텍처를 보유하고 있으며 현재 시장에서 원하는 이슈에 적극 대응하면서 산업군 확장에 집중하겠다는 전략이다.

▲ 정기천 바이코코리아 지사장 [IT비즈뉴스(ITBizNews) DB]
특히 매출의 절반 정도를 차지하는 방산시장과 함께 컴퓨팅/커뮤니케이션(데이터센터) 부문, 통신장비와 전기차(EV) 등 빠른 연산처리가 필수로 적용되는 애플리케이션 시장이 확장하는 만큼 이에 대응하는 고효율·안전성을 확보한 전력시스템 시장에 주목하고 선제적인 대응에 나선다는 계획이다.

정기천 바이코코리아 지사장은 “고전압 PDN 디자인 설계에서 개발자가 원하는 애플리케이션 설계에 최적화된 컴퍼넌트, 그리고 이를 활용한 설계 방법론을 제시하면서 다양한 과제를 해결하고 새로운 가치를 제시하는 것이 전략의 핵심”이라고 설명했다.

본사차원에서의 투자도 활발히 진행 중이다. 2022년 기준으로 10억달러 매출을 지원할 수 있는 생산설비를 추가 확보하면서 데이터센터, EV와 같은 하이볼륨 비즈니스 부문에 대응하고 있다. 갈륨나이트라이트(GaN), 실리콘카바이드(SiC)와 같은 신소재를 활용해 전력밀도를 개선하는 기술연구에도 집중하고 있다.

 

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