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ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 영구적으로 확장 가능한 차세대 메모리인 xMemory를 탑재한 스텔라(Stellar) 자동차용 마이크로컨트롤러(MCU)를 출시했다. 이는 소프트웨어 정의 차량(SDV: Software-Defined Vehicle) 개발과 전동화용 플랫폼 발전의 복잡한 프로세스를 혁신하도록 지원한다.

xMemory 기반 스텔라(Stellar with xMemory)는 확장 가능한 메모리를 갖춘 혁신적인 단일 디바이스로 제공되어, 고객들은 메모리 옵션을 다양하게 제공하는 디바이스를 여러 개 관리하고 이에 따른 개발 및 인증 비용을 부담할 필요 없는 효율적이고 경제적인 솔루션을 사용할 수 있다. 자동차 제조사는 이와 같은 보다 간단한 접근방식으로 처음부터 미래 지향적 설계를 구현하고, 개발 주기 후반에도 혁신 기능을 추가할 역량을 확보하며, 개발 비용을 절감하고 공급망을 간소화해 시장 출시 기간을 단축할 수 있다. xMemory 기반 스텔라는 전기자동차(EV)의 새로운 드라이브트레인과 아키텍처를 위해 설계된 스텔라 P6 MCU에 처음으로 적용되었으며, 2025년 하반기에 대량생산에 돌입할 예정이다.

ST의 범용 및 자동차용 마이크로컨트롤러 부문 사업본부장이자 그룹 부사장인 루카 로데스치니(Luca Rodeschini)는 “ST는 끊임없이 증가하는 메모리 요구를 충족시키기 위해 자동차 시장을 대상으로 가장 작은 비트 셀을 가진 혁신적인 메모리 기술을 개발했다. xMemory를 탑재한 스텔라는 미래의 자동차 아키텍처를 간소화하면서 자동차 제조사의 비용 효율성을 높이고 자동차 제조사가 개발 시간을 대폭 단축하는 데 기여하게 될 것이다”라며, “이러한 혁신 솔루션은 자동차 제조사가 동일한 하드웨어로 향후에도 지속적으로 제품을 혁신할 수 있는 인프라와 역량을 제공한다. 이를 통해 디지털화 및 전동화 과정에 새로운 혁신을 도입하여 시장을 선도하고, 차량 수명을 안정적으로 연장할 수 있다”고 말했다.

보쉬(Bosch)의 부사장 악셀 아우에(Axel Aue)는 “스텔라는 탑재된 PCM(Phase-Change Memory) 기술을 통해 자동차 애플리케이션에 최적화된 고성능의 적응형 마이크로컨트롤러를 구현하는 견고하고 유연한 메모리 개념을 제공한다. 이 기술은 RRAM 및 MRAM과 같은 다른 메모리 기술에 비해 애플리케이션 측면에서 차별화된 이점을 제공한다”고 말했다.

“엔지니어들은 xMemory가 탑재된 스텔라와 같은 확장 가능한 마이크로컨트롤러를 선택함으로써, 소프트웨어 기능을 지원하기 위한 값비싼 하드웨어 재 설계 비용을 줄일 수 있다. 초기 개발 단계이거나 혹은 출시 후 OTA 업데이트를 통해서든지 필연적으로 소프트웨어 관리가 필요함에 따라, 현장에서 동일한 플랫폼을 업그레이드할 수 있으므로 시장 출시 시간 단축 및 유지 관리 비용을 줄일 수 있다. 또한, xMemory가 탑재된 스텔라와 같은 솔루션은 물류 간소화 및 자재 명세서(Bill of Material) 효율성도 가능하게 한다.”라고 무어 인사이트 & 전략(Moor Insights & Strategy)의 수석 애널리스트인 안셸 새그(Anshel Sag)가 말했다.

동작 방식

자동차 제조사는 플랫폼 전반에 걸쳐 재사용을 극대화하고, 차량 수명을 연장하며 디지털 기능을 향상시키기 위해 소프트웨어와 하드웨어를 원활하게 통합할 수 있어야 한다. 하지만 새로운 기능 및 규정과 많은 메모리 용량이 필요한 AI 및 머신러닝 애플리케이션과 OTA(Over-the-Air) 업데이트로 소프트웨어 복잡성이 증가하면서 주요 병목현상의 원인으로 메모리 문제가 대두되고 있다. ST의 xMemory는 개발 단계에서는 물론, 차량이 출고된 이후에도 가용 메모리를 확장해 제한 없이 애플리케이션 업그레이드를 가능하게 함으로써 이러한 문제를 해결한다.

SDV의 수명주기 초기에 적절한 MCU를 선택하면, 미래의 소프트웨어 개발에 충분한 온칩 메모리를 확보할 수 있다. 하지만 과도한 사양의 메모리를 지정하면 비용이 증가하고, 반대로 과소 사양을 선택하게 되면 이후 추가 메모리를 갖춘 다른 MCU를 찾아 재검증해야 하므로 복잡성, 비용, 지연이 가중될 수 있다. xMemory를 탑재한 스텔라 MCU는 경쟁력 있는 가격으로 추가 비용을 절감하고, OEM 공급망을 간소화하며, 제품 수명을 연장하고 프로젝트 간 재사용을 극대화하여 인증 및 검증에 소요되는 시간을 줄임으로써 시장 출시 기간을 단축한다. 

PCM 및 스텔라 MCU

ST는 자동차용 MCU를 위해 플래시(Flash) 메모리에서 임베디드 비휘발성 메모리(eNVM: embedded Non-Volatile Memory) 기술로 전환하는 데 앞장서 왔으며, 자동차 애플리케이션용으로 인증된 최초의 28nm eNVM을 xMemory의 핵심 요소로 도입했다. ST의 임베디드 상변화메모리(ePCM: embedded Phase-Change Memory)는 RRAM, MRAM, 플래시와 같은 비휘발성 메모리 기술 중에서도 전력 효율, 성능, 면적 측면에서 가장 뛰어난 PPA(Power, Performance, Area) 지수를 자랑한다.

업계에서 가장 작은 eNVM 셀 크기로 구현된 이 PCM은 18nm 및 28nm 공정 노드로 제조되며, 다른 기술 대비 두 배의 메모리 밀도를 제공한다.

최신 PCM 기술은 향후 출시될 Arm® 기반 자동차용 MCU인 스텔라 P, 스텔라G에서 사용할 수 있다. 스텔라 제품군은 자동차 애플리케이션을 위해 설계되었으며, 전력 효율성과 유연성 및 안전성 향상을 위한 자동차의 전기 아키텍처를 간소화할 수 있다. 스텔라 MCU 포트폴리오는 중앙 집중식 존(Zone) 및 도메인(Domain) 컨트롤러와 바디 애플리케이션을 위해 여러 개의 개별 통신 및 제어 ECU 기능을 통합한 스텔라 통합 MCU(Stellar Integration MCU)인 스텔라 P 및 스텔라 G 시리즈)를 비롯해 전기자동차 트랙션 모듈의 전력 컨버터 제어에 최적화된 스텔라 전동화 MCU(Stellar Electrification MCU)인 스텔라 E 시리즈로 구성되어 있다.