Intro
AI기술과 미래 산업 중 디자인하우스&IP에 대해 정리하겠습니다. 디자인하우스는 반도체 설계 과정에서 중요한 역할을 하며, 특히 팹리스 회사들과 밀접하게 협력합니다. 디자인하우스는 NRE(Non-Recurring Engineering)와 턴키(Turnkey) 서비스를 제공하는 두 가지 주요 비즈니스 모델을 가지고 있습니다. 이들은 시스템 반도체의 설계와 제조 과정에서 필요한 다양한 서비스를 제공하여 팹리스 회사들이 자신들의 칩을 효율적으로 생산할 수 있도록 지원합니다.
IP(Intellectual Property)는 반도체 설계와 관련하여 중요한 개념으로, 특정 기능을 수행하는 데 필요한 기술, 설계, 알고리즘 등을 의미합니다. IP는 반도체 칩 설계 과정에서 재사용 가능한 빌딩 블록이나 코어로 사용되며, 개발 시간과 비용을 절감하고, 칩의 성능과 기능을 향상시키는 데 기여합니다.
디자인하우스
디자인하우스는 시스템 반도체 밸류체인 내에서 중요한 역할을 수행하는 업체로, 팹리스(fabless) 반도체 회사들의 설계 전 과정을 보조. 주로 반도체 제작 과정에서 필요한 설계, 제조, 후공정 등을 지원하며, 팹리스 회사들이 사용하는 PDK(Process Design Kits), 반도체 IP 라이브러리, EDA(전자설계자동화) 툴 등을 활용하여 반도체 설계 과정을 용이하게 함.
디자인하우스의 필요성은 주로 파운드리의 디자인 서비스 팀이 고객 대응에 한계가 있을 때 드러남. 예를 들어, TSMC와 같은 파운드리는 주로 매출 규모가 큰 상위 팹리스 회사와 직접 소통하는 경향이 있어, 다른 팹리스 회사들은 디자인하우스를 통해 필요한 서비스를 받게 됨.(즉, 팹리스와 파운더리 사이를 연결해주는 컨설팅 및 지원 업체)
디자인하우스의 주요 비즈니스 모델은 크게 두 가지로 나뉨.
- NRE (Non-Recurring Engineering): 이 모델에서는 디자인하우스가 파운드리에서 웨이퍼를 할당받고, 해당 웨이퍼를 사용하여 팹리스의 설계 요구 사항에 맞게 반도체를 설계 및 제작. 이 과정에서 발생하는 비용은 일회성이며, 팹리스에게 마진을 포함한 비용을 청구.
- 턴키(Turnkey): 턴키 모델에서는 디자인하우스가 SoC의 설계부터 조립, 테스트에 이르는 전체 양산 과정을 책임. 이 모델에서는 디자인하우스가 파운드리, 패키징, 테스트 파트너사로부터 받은 가격을 낮추는 것이 중요하며, 최종 가격 결정에 큰 영향을 미침.
이러한 디자인하우스의 역할과 비즈니스 모델은 팹리스 회사들이 자신들의 제품을 더 효율적으로 개발하고 시장에 출시할 수 있도록 돕는 중요한 기능을 수행.
디자인하우스의 영업 전략
디자인하우스는 글로벌 시장에서 다양한 고객군을 대상으로 사업을 진행하고 있으며, 이를 위해 광범위한 지역 기반과 충분한 인력 풀을 확보하는 것이 중요. 디자인하우스의 경쟁력은 지역적 한계를 넘어서는 글로벌 네트워크와 인력 자원을 바탕으로 함.
예를 들어, 삼성전자의 파운드리가 한국에 위치해 있지만, 이것이 한국의 디자인하우스에게만 유리한 조건이 되지는 않음. 디자인하우스의 주요 업무 중 하나는 파운드리에 접근하기 어려운 글로벌 팹리스 회사들과 계약을 체결하는 것. 이는 팹리스 회사들이 한국뿐만 아니라 전 세계적으로 분포되어 있기 때문에, 디자인하우스는 다양한 지역에서의 영업 활동을 통해 글로벌 고객층을 확보하고자 함.
디자인하우스와 파운드리 간의 파트너십
디자인하우스와 파운드리 간의 파트너십은 TSMC와 삼성전자에서 사용하는 특정 용어로 구분. TSMC는 파트너십을 VCA(Value Chain Aggregator)로, 삼성전자는 DSP(Design Solution Partner)로 정의. VCA와 DSP는 검증된 사업자들로, 파운드리의 공정 정보를 바탕으로 새로운 고객사에게 영업할 수 있는 권한이 있음. 이는 그들이 파운드리의 중요한 파트너로서 신뢰를 받고 있음을 의미하며, 디자인하우스가 파운드리와 긴밀하게 협력하여 고객사에게 가치를 제공할 수 있는 위치에 있음을 나타냄.
반면에, 영업 활동의 자유가 제약된 사업자들은 TSMC에서는 DCA(Design Center Alliance), 삼성전자에서는 VDP(Virtual Design Partner)로 불림. DCA와 VDP는 파운드리가 수주한 프로젝트의 백엔드 설계 작업에만 참여할 수 있음. DSP와 VCA는 각각 8개사만 존재하는데, 이는 해당 파트너십이 매우 제한적이며, 선별된 몇몇 디자인하우스에게만 부여되는 특권임.
지적재산권(IP)
IP(Intellectual Property)는 반도체 설계에 있어서 핵심적인 역할을 하는 재사용 가능한 설계 자산임. 이는 특정 기능이나 기술을 구현하는 데 필요한 로직, 회로 설계, 소프트웨어 코드 등을 포함할 수 있으며, 주로 표준화된 블록 형태로 제공되어, 다양한 반도체 칩 설계에 재사용될 수 있음. IP는 개발 시간과 비용을 절감하고, 칩의 성능과 기능성을 향상시키는 데 기여.
AI SoC(Application-Specific Integrated Circuit) 개발 프로젝트의 증가는 IP 라이선스 수요와 디자인하우스의 턴키 수주 증가로 이어질 것으로 예상. 특히 TSMC의 Value Chain Aggregator(VCA)로서 국내 AI 팹리스 회사들과의 협업이 증가할 것으로 보임. 이러한 협업은 메모리 PHY IP(Low Power Double Data Rate, High Bandwidth Memory) 및 인터커넥트 IP(SerDes, PCIe, Universal Chiplet Interconnect Express) 분야에서 특히 중요.
IP개발에서 주목받고 있는 새로운 기술
현재 IP 개발에서 주목받고 있는 혁신적인 기술 중 하나는 온디바이스 AI(Application-Specific Integrated Circuit)의 상용화. 이는 AI 처리 기능을 디바이스 내부에 직접 내장함으로써, 클라우드 연결 없이도 고급 AI 연산을 수행할 수 있게 하는 기술. 이러한 온디바이스 AI 구현을 위해 필요한 IP에는 다양한 메모리 관련 IP와 칩 간 연결을 담당하는 인터커넥트 기술이 포함.
특히, 온디바이스 AI와 클라우드 AI에 모두 활용될 것으로 예상되는 메모리 및 인터커넥트 IP가 중요해지고 있음. 이러한 기술의 발전은 더 많은 데이터를 더 빨리 처리할 수 있는 메모리 사양과 표준의 개선을 필요로 함. 현재 주목받고 있는 메모리 IP로는 LPDDR5/5X, LPDDR4/4X, GDDR6, DDR5 PHY Controller 등이 있으며, 이러한 메모리 IP는 자동차, 모바일, PC, 서버 등 모든 IT 기기에서 필수적임. 또한, CXL(Compute Express Link) 표준의 변화와 관련하여 CXL Controller의 개발도 새로운 동향으로 주목받고 있음.
향후 IP 산업에서 중요한 역할을 할 기술 동향으로는 온디바이스 AI의 진화, 고속 메모리 및 인터커넥트 기술의 발전, 그리고 AI 및 데이터 중심 애플리케이션을 위한 향상된 통신 프로토콜 등이 있을 것으로 예상. 이러한 기술들은 디바이스의 자율성을 증가시키고, 사용자 경험을 향상시키며, 새로운 애플리케이션과 서비스의 가능성을 열어줄 것.
마무리
AI 발전은 팹리스와 파운드리의 중간단계 역활을 하는 디자인하우스 시장을 크게 만들고 반도체 설계 관련 지적재산권(IP) 수요를 크게 만들 것으로 보입니다. AI 발전으로 인해 반도체 전반에 큰 수요 창출이 예상되며 이에 따른 큰 변화가 있을 것으로 로 전망됩니다. 감사합니다.