ST BiCMOS 기술 및 PLP 공정 적용된 위상 배열 안테나로 글로벌 초고속 인터넷망 구축 견인
[아이씨엔 오승모 기자] 세계적인 반도체 기업 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)와 우주 탐사 기업 스페이스X(SpaceX)가 위성 통신용 커스텀 부품 공동 설계를 위한 10년간의 파트너십을 기념하며, 스타링크(Starlink) 서비스의 글로벌 확장을 가속화하고 있다.
양사는 위성 통신용 맞춤형 칩 공동 설계 등 지난 10년 동안 이어온 협력을 기념한다고 발표했다. 이와 함께 스타링크의 가정 및 기업용 광대역 접속 네트워크 사용자 수가 800만 명을 돌파했다고 밝혔다. ST와 스페이스X는 지난 10년간 긴밀한 협력을 바탕으로 수백만 개의 스타링크 사용자 터미널에 탑재되는 수십억 개의 부품을 공동 설계해 왔다. 또한, 1만 개 이상의 스타링크 위성을 성공적으로 궤도에 올렸으며, 특히 최신 V3 위성은 1Tbps 이상의 프론트홀 처리량을 제공하는 등 획기적인 기술적 진보를 이뤘다.
소비자용 위상 배열 안테나의 대중화 실현
이번 협력의 핵심 성과 중 하나는 소비자 가전 수준의 가격과 신뢰성을 갖춘 위상 배열 안테나(Phased Array Antenna)의 상용화다. 스타링크 사용자 단말기는 저궤도(LEO)에 위치한 수천 개의 위성과 실시간으로 연결되어 안정적인 고속 인터넷을 제공하는 최초이자 유일한 소비자용 위상 배열 시스템이다. 이 단말기는 복잡한 설정 없이 플러그를 꽂고 하늘을 향해 배치하기만 하면 즉시 구동되는 직관적인 사용자 경험을 선사한다.
스페이스X는 이러한 고성능 안테나의 대량 생산 체제를 구축하여 현재 하루 2만 대 이상의 단말기를 생산하고 있으며, 이를 전 세계 150개국 이상의 고객에게 공급하고 있다. ST의 반도체 솔루션은 스페이스X가 폭발적으로 증가하는 글로벌 커넥티비티 수요에 맞춰 생산 규모를 확장하는 데 중추적인 역할을 수행해 왔다.
독자적 BiCMOS 기술과 PLP 공정으로 제조 혁신
스타링크 제품에 적용된 핵심 칩셋은 프랑스와 이탈리아의 ST 엔지니어들이 공동 설계했으며, ST의 프랑스 팹(Fab)에서 생산되고 말레이시아와 몰타 팹에서 패키징 및 테스트를 거친다. 특히 양사의 협력은 ST의 독자적인 BiCMOS(Bipolar-CMOS) 공정 기술에 기반하고 있다. BiCMOS는 아날로그의 고주파 성능과 디지털의 고밀도 로직을 결합해 위성 통신에 최적화된 성능을 발휘한다.
특히 ST는 스타링크의 까다로운 품질 및 단가 요건을 충족하기 위해 패널 레벨 패키징(PLP, Panel Level Packaging) 기술 기반의 새로운 제조 공정을 도입했다. PLP는 기존 웨이퍼 레벨 패키징보다 생산 효율이 월등히 높아 대량 생산 시 경쟁력 있는 비용 구조를 제공한다. 현재 ST는 PLP 운영 규모를 확장해 하루 500만 개 이상의 칩을 스타링크에 공급하고 있다.
이외에도 스타링크는 광대역 위성군, D2C(Direct-to-Cell) 위성, 지상 인프라 등에 STM32 마이크로컨트롤러, 보안 소자(Secure Element), GNSS 등 ST의 폭넓은 제품 포트폴리오를 적극 활용하고 있다.
“전 세계 통신 소외 지역 없는 ‘초연결 시대’ 열 것”
그윈 숏웰(Gwynne Shotwell) 스페이스X 사장 겸 COO는 “ST와의 협력은 스타링크의 압도적인 규모와 성능을 실현하는 데 핵심적으로 기여했다”며, “차세대 커넥티비티 솔루션을 통해 인터넷 서비스 소외 지역의 교육, 의료, 비즈니스 기회를 지속적으로 개선해 나갈 것”이라고 밝혔다.
레미 엘-우아잔(Remi El-Ouazzane) ST 사장 역시 “초기 개념 단계부터 대량 생산에 이르기까지 스페이스X의 비전을 현실로 만드는 데 양사의 파트너십이 중요하게 작용했다”며, “매년 수십억 개의 제품을 공급함으로써 우주 등급(Space-grade) 애플리케이션 분야에서 ST의 독보적인 전문성을 다시 한번 입증했다”고 강조했다.
