첨단 반도체의 안정적인 확보를 목적으로 일본의 자동차 메이커와 반도체 메이커가 참여하는 차량용 System on Chip(SoC)의 공동 개발 프로젝트가 시작되었다.

Toyota를 비롯한 14개사가 참여하는 차량용 첨단 SoC 기술연구조합(Advanced SoC Research for Automotive, ASRA)는 3월 29일, 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)의 공모사업 위탁처로 선정되었다고 발표했다.

기능이 다른 반도체 칩을 조합하는 Chiplet 기술을 차량에 응용하기 위한 연구개발에 착수하고, 2030년에 양산차량에 대한 탑재를 목표로 한다. 일본 경제산업성(經濟産業省)은 ASRA에 대해 2024년에 약 10억 엔의 보조금을 지급할 것이라고 발표했다.

NEDO의 “Post 5G 정보통신 시스템 기반 강화연구개발사업 / 첨단 반도체 제조 기술의 개발”의 공모에 “첨단 SoC Chiplet의 연구개발”을 제안하고 위탁처로 선정되었다. ASRA는 Chiplet을 사용한 차량용 SoC 개발과 표준화를 목적으로, 일본의 자동차 메이커와 반도체 메이커, 차량용 부품 메이커(Tier 1) 등 12개사가 2023년 12월에 설립했다.

Toyota와 Nissan 외에도 Honda, Denso, Renesas Electronics, Cadence Design Systems(Japan) 등이 참여한다. 2024년 3월 29일부로 Suzuki와 Hitachi Astemo가 추가로 참여하면서, 참여기업은 14개사가 되었다.

2028년까지 차량용 Chiplet 기술을 확립하고, 2030년에 Chiplet형 SoC를 양산차에 탑재하는 것을 목표로 한다. 연산의 실시간성과 기능안전, 비용 등의 측면에서 차량용의 기준을 충족하는 Chiplet 기술의 기반을 일본에서 정비하고, 표준화를 추진한다.

일본의 반도체 메이커가 표준 사양을 따르는 Chiplet형 SoC를 개발할 수 있는 환경을 정비함으로써 공급처나 용도에 맞추어 Chiplet의 구성을 변경하는 등의 방법으로 다채로운 차량용 SoC를 단기간에 개발할 수 있도록 한다. 이를 통해 오늘날 자동차업계가 직면한 반도체 공급부족 문제의 해소를 도모하는 것이 목적이다.

◆ 2024년에 요건 정의, 2025년에 첫 번째 시험제작

ASRA는 NEDO의 사업으로 선정됨에 따라 3월 29일, 도쿄에서 기자회견을 가졌다. Toyota의 시니어 펠로우인 야마모토 케이지(山本圭司) 이사장은 “전동화 등과 더불어 SoC의 성능이 자동차의 성능을 좌우하게 되었으며, 미국과 유럽의 메이커들이 우세하다는 점은 부정할 수 없다. 자동차업계가 뜻을 모아 지혜를 결집시키고 첨단 SoC의 설계능력을 향상시켜 일본의 반도체산업의 저변 확대에도 기여하고자 한다”고 설명했다. 그는 “최근 첨단 SoC의 조달이 어려워지고 있으며, 그것이 자동차 개별에 영향을 미치는 상황이 되고 있다”고 덧붙였다. Chiplet형 SoC의 기반 기술을 개발하고 표준화하여 이 같은 상황을 타개하는 것이 목표다. 사업화의 형태에 대해서는 향후 논의한다.

우선 참여 기업에서 총 130명 정도가 연구 개발에 나선다. 2024년에는 개발하는 Chiplet형 SoC의 요건을 정의하고, 2025년에 첫 번째 시험제작을 시작한다. 3~2nm 세대 전후와 같은 최첨단 프로세서도 탑재할 방침이며, 파운드리나 후공정 위탁기업(Out Source Assembly and Test, OSAT)의 협력을 구하면서 개발을 추진한다.

Rapidus와의 협력도 고려하고 있으나, 2025년 시험제작단계에서는 Rapidus가 양산을 개시하기 전이기 때문에 해외의 파운드리를 이용할 방침이다. TSMC 등이 후보가 될 것으로 보인다. 다만 Rapidus는 Chiplet의 위탁 제조 계획도 밝히고 있기 때문에 중장기적으로 Rapidus와의 연계 방안을 모색할 방침이다.