- CoolGaN™과 P4C3 MCU가 제시하는 휴머노이드·AMR의 차세대 규격
- “SOC는 단일 칩 아닌 최적의 솔루션을 엮는 설계 철학”… 개발 기간 획기적 단축 기대
최근 로봇 산업은 테슬라의 옵티머스로 대표되는 휴머노이드와 물류 현장의 주역인 AMR(자율이동로봇)을 중심으로 급격한 전환기를 맞이하고 있다. 하지만 개발 현장에서는 여전히 수십 개의 관절을 동기화하는 제어의 난제, 배터리 효율 극대화, 그리고 엄격한 안전 인증이라는 삼중고를 겪고 있다.
이러한 기술적 병목 현상을 해결하기 위해 반도체 솔루션의 패러다임이 '개별 부품'에서 '시스템 통합'으로 빠르게 진화하고 있다. 인피니언 테크놀로지스의 핵심 파트너사인 다보(DABO)의 조용규 전무는 본지와의 인터뷰를 통해, 로봇 개발자들이 직면한 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 인피니언만의 ‘시스템 레벨 로보틱스 솔루션’을 공개했다.
인구 고령화 추세 및 로봇 제조 비용 하락 도표
휴머노이드 로봇은 인간의 복잡한 움직임을 구현하기 위해 최소 수십 개의 액추에이터(관절 모터)를 탑재한다. 과거에는 중앙 집중형 제어 방식이 주를 이루었으나, 실시간성 확보와 배선 효율화를 위해 각 관절이 스스로 판단하고 구동하는 ‘분산 제어’가 대세로 자리 잡았다.
조용규 전무는 인피니온의 P4C3 MCU가 휴머노이드 설계에서 갖는 독보적인 위치를 다음과 같이 설명했다.
“휴머노이드는 관절 모터 수십 개를 한꺼번에 제어해야 하므로 시스템 레벨의 접근이 필수적입니다. P4C3 MCU는 손톱만큼 작은 사이즈임에도 불구하고, CoolGaN™과 같은 차세대 소자를 완벽하게 드라이빙할 수 있도록 설계되었습니다. 특히 연산 속도가 최소 100MHz 이상인 DSP 연산 능력을 갖추고 있어, 관절 하나하나를 독립적으로 담당하기에 최적의 조건을 갖췄습니다.”
실제로 P4C3는 기존의 범용 MCU와 달리 모터 제어, 컨버터, 전력 변환 등에 특화된 라인업이다. 인피니언은 범용 시장에서의 소모적인 경쟁 대신, 파워 시스템에 최적화된 페리페럴(Peripheral) 싸움에서 승기를 잡겠다는 전략이다.
인피니언의 모터 제어용 MCU 라인업
로봇의 구동계 설계에서 가장 큰 걸림돌은 전력 손실로 인한 발열과 그에 따른 부피 증가다. 인피니언의 차세대 전력 반도체인 CoolGaN™(질화갈륨)은 이 문제를 해결할 핵심 열쇠다. 쿨갠 소자는 기존 실리콘(Si) MOSFET 대비 손실률이 20~60% 낮아 발열량이 현저히 적다.
조 전무는 “CoolGaN™을 적용하면 모터 드라이버의 크기를 기존 대비 최대 40%까지 줄일 수 있다”며, “작아진 드라이버를 모터 하우징 내부에 직접 통합할 수 있어, 긴 케이블에서 발생하는 EMI(전자파 간섭) 문제를 원천적으로 해결할 수 있다”고 강조했다. 이는 양면 냉각 기술과 결합하여 별도의 거대한 방열판 없이도 고출력을 유지할 수 있는 로봇 설계의 자유도를 선사한다.
SOC의 재정의: 물리적 집적을 넘어선 ‘설계 철학’
이번 인터뷰에서 가장 주목할 부분은 ‘SoC(System on Chip)’에 대한 관점의 변화다. 통상 SoC는 하나의 실리콘 위에 모든 기능을 담는 것을 의미하지만, 로봇 시스템에 필요한 다양한 이종 칩들을 하나에 담는 것은 물리적으로 불가능에 가깝다. 조 전무는 인터뷰 중 이 용어에 대해 명확한 정정을 가하며 인피니언의 철학을 밝혔다.
“이번 웨비나에서 언급하는 SoC는 우리가 흔히 아는 물리적 SoC가 아니라, 인피니언의 최적화된 반도체들을 하나의 시스템으로 엮어내는 ‘설계 철학’을 의미합니다. MCU, 센서, 파워 소자, 보안 솔루션이 이미 검증된 레퍼런스 보드 형태로 준비되어 있어, 고객사는 이를 마치 하나의 SoC를 쓰듯 활용해 POC(개념 증명)를 신속하게 마칠 수 있습니다. 이것이 바로 인피니언이 지향하는 타임 투 마켓(Time to Market) 단축의 본질입니다.”
인지와 안전의 결합: 360도 로봇 헤드와 BMS
모바일 로봇(AGV·AMR) 분야에서는 인지 능력과 전력 안정성이 생명이다. 인피니언은 레이더(Radar), ToF(비행시간거리측정), 마이크를 하나로 묶어 인지와 안전을 동시에 구현하는 통합 플랫폼을 제시한다.
특히 인피니언의 60GHz 레이더 센서는 단순한 주행 데이터 제공을 넘어, 미세한 움직임을 감지해 사람의 안전을 확보하는 기능을 수행한다. 여기에 BMS(배터리 관리 시스템)의 고정밀 측정 기능과 MCU의 보호 로직이 결합하면, 까다로운 기능 안전(Functional Safety) 인증 절차가 획기적으로 수월해진다.
자율주행 로봇 플랫폼(AMR) 레퍼런스 디자인
로봇이 실생활에 깊숙이 들어올수록 사이버 보안은 선택이 아닌 필수다. P4C3 MCU는 양자 내성 암호화 기반의 보안 아키텍처를 지원한다. 이는 로봇의 펌웨어 변조를 막고 데이터 통신의 무결성을 보장하여, 양산 단계에서 발생할 수 있는 보안 리스크를 사전에 차단한다.
조 전무는 마지막으로 개발자들이 이번 솔루션을 통해 “현재 설계 중인 모터 드라이버의 효율과 크기를 재점검하고, 레이더나 ToF 등 다중 센서 퓨전의 가능성을 검토하게 될 것”이라며, 인피니언의 시스템 솔루션이 한국 로봇 산업의 경쟁력을 한 단계 높이는 기폭제가 될 것임을 확신했다.
