[iR52 장영실상] 차세대 6G통신 발판 마련…세계 두번째 상용화

삼성전자 '5G mmWave 칩셋'

왼쪽부터 도주현 수석연구원, 제희원 상무, 이영기 수석연구원, 김기훈 책임연구원. 【사진 제공=삼성전자】

5G mmWave 칩셋을 개발한 삼성전자가 2023년 6주 차 IR52 장영실상 수상의 영예를 안았다.

5G 통신은 6㎓ 이하 대역으로 기존 LTE 주파수를 포함한 대역을 다루는 sub-6㎓ 방식과 28㎓, 39㎓와 같은 고주파 대역 신호를 다루는 mmWave 방식으로 나뉜다. 이 중 우리가 한국에서 이미 사용하고 있는 5G 서비스는 전 세계적으로도 널리 상용화된 sub-6㎓이며, mmWave 서비스는 미국, 일본, 호주 등 일부 국가에서만 상용화된 상태다. 단말 칩 사업자 중 mmWave 상용에 성공한 업체는 미국 퀄컴이 유일했지만 삼성전자가 전 세계에서 두 번째로 상용에 성공하게 됐다. 현재 해당 제품은 구글 Pixel 6와 삼성 갤럭시 A53에 탑재됐다.

5G mmWave 칩셋은 LTE·5G 등 표준규약에 따라 송수신 신호를 처리하기 위한 고도의 디지털 신호처리 기술을 담은 베이스밴드 모뎀 칩, 신호처리가 어려운 고주파 대역을 저주파 대역으로 내리는 아날로그 소자인 RF 칩, 복수의 mmWave 대역 안테나를 단일 패널에 담아낸 안테나 모듈 등 세 부분으로 구성된다.

실리콘 개발 프로세스 특성상 하드웨어 개발이 끝난 이후 발견된 문제를 보완하는 것은 가장 큰 어려움으로 꼽힌다. 특히 5G RFIC 설계와 안테나 모듈 설계가 각각은 문제가 없었지만, 이 둘을 합쳐서 동작했을 때 발생하는 문제점을 해결하며 극복하는 과정은 삼성전자 5G mmWave 칩셋 개발의 중요한 고비였다. 또 기존 LTE 및 5G(sub-6㎓)와 비교해 짧아진 스케줄링 단위 시간에 소프트웨어 동작을 완료하기 위한 최적화도 난관 중 하나였다. 삼성전자의 5G mmWave 단말용 칩셋은 퀄컴과 비교해 베이스밴드 모뎀이 가질 수 있는 최대 전송률, 전송 가능 캐리어 수, 대역폭 및 주요 기능은 동등한 사양이며 효율, 출력, 안테나 어레이의 이득 측면에서는 개선이 이뤄져 퀄컴 제품과 비교했을 때 출력 및 소모전류 면에서 우세를 유지하고 있다. 2025년까지 대략 10억달러 이상의 누적 매출이 예상된다. 우리나라를 포함한 전 세계 국가에서도 mmWave를 활용하는 시점이 올 때 매출은 더 큰 폭으로 증가할 것으로 보인다. 2028~2029년 시장에 제품이 출현할 것으로 예상되는 6G 시대에는 심지어 테라헤르츠(T㎐) 대역까지도 사용하게 하는 기술이 논의되고 있다. 6G 시대가 가까워질수록 mmWave 기술이 더 광범위하게 활용되고, T㎐ 기술은 또 다른 미래 기술로 선별적 상용화가 이뤄질 것으로 전망된다.

주최 : 과학기술정보통신부

주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[강민호 기자]