xMemory를 탑재한 Stellar, SDV 시대의 MCU 게임체인저

ST마이크로일렉트로닉스 한국지사 임 의 택 부장         STMicroelectronics Korea Ted Lim 

메모리의 혁신이 MCU, 나아가 SDV에 어떤 영향을 미칠까? ST의 새로운 xMemory 기반 Stellar MCU는 기존 대비 월등한 메모리 밀도를 제공하면서 하나의 칩으로 다양한 차량 플랫폼과 OTA 요구를 유연하게 커버할 수 있어, 개발 비용과 기간을 줄임으로써 SDV 시대의 MCU 게임체인저가 될 수도 있다. 트랙션 인버터, ICCU(OBC/DCDC), 섀시 및 세이프티, 존 컨트롤러를 타깃으로 하는 ‘xMemory’ 기반 Stellar MCU는 2025년 하반기부터 본격 양산된다. ST마이크로일렉트로닉스의 임의택 부장과 이야기를 나눴다.

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr
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‘xMemory’ 기반 Stellar MCU란 무엇입니까? 이 MCU는 SDV에 어떤 의미입니까? 
Lim        ST마이크로일렉트로닉스는 최근 Stellar MCU에 ‘xMemory’란 새로운 메모리 개념을 적용했는데, 이게 SDV 환경에 커다란 이점을 제공할 수 있습니다. 
우선 Stellar는 새롭게 PCM(Phase Change Memory)이란 차세대 임베디드 비휘발성 ‘메모리’ 기술을 내장합니다. 이는 다른 메모리 기술 대비 2배 이상 메모리 밀도를 제공합니다. xMemory의 가장 큰 장점이 셀 사이즈가 작다는 점인데, 메모리의 크기를 결정하는 주요 요소 중 하나가 바로 이 셀 크기입니다. xMemory는 기존 대비 2배 이상 작은 셀 사이즈로 메모리 밀도가 매우 높아 28nm Flash나 22nm MRAM 대비 2배의 메모리 밀도를 제공합니다.  
동일 크기 다이의 MCU에서 더 많은 메모리를 제공할 수 있다는 것은 소프트웨어가 계속해서 업데이트될 SDV에 큰 장점을 제공할 수 있습니다. 먼저, 넉넉한 메모리 마진(Margin Memory)을 제공할 수 있습니다. 따라서 추후에 기능이 늘어나더라도 기존 MCU를 교체하거나 상위 제품으로 변경할 필요가 없습니다. 그리고 이것은 시스템 비용 절감에 큰 도움이 됩니다. 특히, 앞으로 차량에 AI가 도입된다든가, 소프트웨어 기능이 지속적으로 OTA를 통해 업데이트되는 경우가 많아질 텐데요, 현재의 메모리 용량으로 이를 감당하지 못할 가능성이 매우 높습니다. 이런 상황에 대비해, 넓은 메모리 영역을 유연하게 커버할 수 있는 하나의 제품군을 보유하는 것은 매우 실용적인 전략이 될 수 있습니다.

이뿐만 아니라, xMemory 기반의 Stellar를 사용하면 다양한 메모리 범위를 지원하는 하나의 디바이스로 여러 프로젝트, 혹은 플랫폼에 대응할 수 있기 때문에 재사용, 즉 개발비용을 절감하고 개발기간을 단축할 수 있으며 공급망을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어 OEM이 4MB짜리 MCU를 사용 중인데, OTA나 요구사항 변경 등으로 메모리 확장이 필요하다면 보통은 8MB, 10MB로 넘어가면서 실리콘 자체가 바뀝니다. 이때 코어 수나 주변장치 등 불필요한 기능들이 추가되면서 비용도 크게 증가됩니다. 하지만, xMemory 기반 Stellar는 하나의 실리콘 안에서 예를 들어, 4MB부터 8MB, 10MB 등 모두 범위의 커버가 가능합니다. 실리콘 변경 없이 확장 가능하고, 그에 따라 개발 기간과 소프트웨어 마이그레이션 부담도 줄어듭니다. 소프트웨어의 재사용률이 올라가고, 결과적으로 전체 개발 기간도 큰 폭으로 단축할 수 있습니다. 
조달, 구매 측면도 하나의 디바이스로 여러 애플리케이션을 커버할 수 있어 개선됩니다. 이런 점들이 OEM이나 티어 1에게 큰 메리트가 될 수 있습니다.


듣기만 해도 대단한 이점이네요. 그러면 주요 타깃 애플리케이션은 어딘가요?
Lim        타깃 애플리케이션은 트랙션 인버터, ICCU(OBC/DCDC), 섀시 및 세이프티(Brake & Steering), 존 컨트롤러(Zonal Controller) 등입니다. Stellar MCU는 실시간성과 결정성(Time Determinism)에 초점을 맞춘 고성능 MCU 제품군으로 섀시, 전동화 제어기부터 도메인, 존 컨트롤러까지 커버할 수 있는 MCU라고 보시면 됩니다.
예를 들어, ADAS 도메인 컨트롤러의 경우, 비전이나 레이다 같은 고속 신호처리를 위한 애플리케이션 프로세서(AP)가 필요하고, 여기에 더해 세이프티 MCU를 하나 더 사용하는 구조입니다. 저희가 타깃으로 삼는 애플리케이션 중 하나가 바로 ADAS 도메인 컨트롤러에서 사용하는 ‘세이프티 컴패니언 MCU’입니다. 고성능 AP는 실시간성이 다소 떨어질 수 있기 때문에, 리얼타임 보조 역할을 위해 Stellar MCU를 제안하고 있습니다.

또 다른 핵심 타깃 중 하나가 트랙션 인버터, ICCU, OBC, DC/DC 등과 관련된 전동화(Electrification) 영역인데요, 여기서는 ‘X-in-1’ 개념으로 개발 리소스와 BOM 코스트 절감을 위해 5 ~ 6개의 애플리케이션이 하나로 통합되고 전동화 통합 모듈, 일종의 중앙 컴퓨팅이 실현되고 있는데, Stellar가 이런 구조에 최적화된 제품입니다. 섀시(Chassis)에서도 섀시 도메인 제어기나 In Wheel 제어기를 담당하는 상위 섀시 제어기에도 적용될 수 있습니다.
Stellar MCU는 P 시리즈와 G 시리즈가 있는데요, P 시리즈는 드라이브트레인이나 전동화, 섀시 및 세이프티 영역을 주요 타깃으로 하고 있고 G 시리즈는 바디 도메인 영역이나 존 컨트롤러, 도메인 컨트롤러를 타깃팅하고 있습니다.

요약하면, 전기차 플랫폼과 xMemory 기반 Stellar의 통합은 향상된 에너지 관리 시스템, 개선된 배터리 효율성 및 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)과 같은 혁신적인 기능을 가능하게 할 수 있습니다. 확장가능한 메모리는 지속적인 소프트웨어 업데이트와 기능 향상을 지원해 SDV의 진화를 뒷받침합니다. 이 통합은 또한 더 효율적인 충전 솔루션과 더 스마트한 차량-그리드 통신 시스템 개발을 촉진해 지속가능한 교통수단의 미래를 이끌 수 있습니다.






작년에 ST가 강조했던 게 바로 ‘실시간성’이었던 걸로 기억하는데요.
Lim        네, 맞습니다. Stellar는 통합 제어기용 MCU로서, 여러 애플리케이션이 동시에 구동되도록 설계돼 있습니다. 차량에서 가장 중요한 요소 중 하나가 ‘안전(Safety)’이기 때문에, 어떤 행동이 반드시 정해진 시간 안에 실행되어야 하죠. 예를 들어, 어떤 명령이 10ms, 100ms, 또는 1초 안에 반드시 실행돼야 하는 경우가 있습니다. 이처럼 시간 제약 조건이 엄격한 환경에서도 여러 애플리케이션이 동시에 안정적으로 실행될 수 있도록, Stellar는 높은 실시간성과 결정성을 갖추고 있습니다.


xMemory는 10MB에서 19MB까지 유연하게 확장된다고 알고 있습니다. 그 이상도 되나요? 결국 하드웨어에는 물리적인 한계가 있쟎아요? 
Lim        네, 제품군마다 지원가능한 메모리 최대 용량이 다릅니다. 예를 들어 Stellar P3E는 10MB에서 19.5MB까지 지원하고, P6 제품군은 더 큰 메모리까지도 지원합니다. 제품별 스펙은 고객사의 요구사항에 맞춰 제공드릴 수 있도록 준비되어 있습니다. 
SDV 시대로 접어들면서 하드웨어와 소프트웨어가 분리되는 디커플링 구조로 전환되고 있지만, 결국 하드웨어는 물리적인 한계가 있습니다. OTA로 기능이 업데이트되더라도 물리적 제약은 넘을 수 없습니다. 예를 들어 OTA로 메모리를 활용해 기능을 확장한다고 해도, 여유 메모리 용량이 한정돼 있으면 확장에 한계가 옵니다. 그런데 xMemory처럼 메모리 용량이 충분한 경우에는, 이후 AI 기능을 추가한다든가, 새로운 기능을 도입할 수 있는 물리적 여유가 생깁니다. 그래서 고객 입장에서도 10년 전에 구매한 차량에서도 새로운 기능이 소프트웨어적으로 추가되는 경험을 할 수 있는 겁니다. 물론 사용자는 그 기능이 AI 기반인지 아닌지까지는 알기 어렵겠지만, 제조사 입장에서는 예전 차량에서도 AI 기반 모터 제어 기능 같은 것을 적용할 수 있게 되는 거죠. 기존 MCU들은 새로운 기능들이 도입될수록 메모리 용량의 물리적 한계로 결국 칩 자체를 바꿔야 합니다. 


고객들이 MCU를 선택할 때 가장 중요하게 생각하는 요소는 뭘까요? 
Lim        자동차 제조사들이 MCU를 선택할 때 가장 중요하게 여기는 요소는 크게 두 가지입니다. 첫째는, 시스템의 비용을 어떻게 줄일 수 있는지, 가격 경쟁력을 어떻게 확보할 수 있는가입니다. 둘째는, 개발 기간과 개발 비용을 얼마나 줄일 수 있는지입니다.
이 두 가지 측면에서 경쟁력을 갖기 위해, ST는 같은 실리콘 면적에서 더 많은 메모리를 제공할 수 있다는 점을 강조하는 것입니다. 반복적인 말이지만, 단순 비교할 경우 경쟁사 제품이 8MB라면, 저희 제품은 동일한 실리콘 크기로 16MB를 커버할 수 있는 것입니다. 그래서 메모리 용량 대비 비용 측면에서도 경쟁력이 있습니다. 또, 각각의 플랫폼마다 8MB, 10MB, 16MB 등 별도의 제품을 쓸 필요 없이, 하나의 제품으로 모두 커버가 가능하기 때문에 소프트웨어 재사용성이 높아지고, 개발 리소스와 비용을 줄일 수 있으며 타임 투 마켓을 당길 수 있습니다. 


그렇죠! 비용과 시간이 언제나 핵심이죠. 그런데 실제로 이런 MCU를 채택한다면 그렇지 않을 때와 비교할 때 개발 기간을 얼마나 줄일 수 있는 것일까요?  Lim        OEM마다 다를 수 있기 때문에 단정 짓기 어렵습니다만, 보통 차량 제어기 개발이 완전히 처음부터 하는 게 아니라, 하나의 기반에서 파생해 제어기들이 계속 나옵니다. 이때 요구사항이 변경되면 기존 MCU로 대응이 어려울 경우 새 제품으로 교체해야 하죠. 이 경우는 사실상 처음부터 새로 개발하는 것과 비슷한 시간이 필요합니다. 하지만 동일한 MCU를 계속 사용할 수 있다면, 그런 재개발이 필요 없어지니 개발 기간을 크게 단축시킬 수 있을 것이라고 생각합니다. 


ST는 IDM(Integrated Device Manufacturer) 체계를 갖춘 회사잖아요? xMemory도 이런 점에서 강점이 되나요?       
Lim        네, 그렇습니다. xMemory 기술은 저희가 직접 보유하고 있는 자체 기술입니다. 저희는 설계부터 제조까지 직접 수행하는 IDM 체계를 갖추고 있어 완전한 자체 생산이 가능합니다. 즉, xMemory는 설계에서부터 생산까지 ST 내부에서 처리가능한 IDM 기반 메모리 기술이라는 점에서 의미가 있습니다.


이런 기술을 다른 업체들도 금방 따라오지 않을까요? 
Lim        물론 따라올 수도 있습니다. 하지만 저희가 조사한 바에 따르면, 현재 22nm~28nm 공정 기준으로는 기존 대비 두배 이상 작은 셀 사이즈를 지원하면서 차량용 퀄리피케이션이 이미 완료된 제품은 ST가 유일합니다.  
특히 ‘차량용 퀄리피케이션’은 매우 중요한 문제로, 새로운 메모리 기술을 실제 자동차에 적용하기 위해서는 엄격한 검증 과정을 거쳐야 합니다. 이점에서 저희 기술은 현재 시점에서 가장 앞서 ‘증명된’ 기술이라고 말씀드릴 수 있습니다.


xMemory 기반 Stellar 제품 시장 출시 일정은요?  
Lim        xMemory 컨셉을 적용하지 않은 기존 Stellar 제품은 이미 양산되고 있지만, xMemory 컨셉이 적용된 제품군은 올 하반기에 양산이 시작될 예정입니다. 그리고 2026년과 2027년에 걸쳐 여러 제품들이 순차적으로 출시될 계획입니다. 현재 양산을 위한 다수의 개발이 진행되고 있는데 고급 메모리 솔루션을 통해 차량 플랫폼을 향상시키고, 통합 제어기 솔루션을 찾는 주요 OEM과 티어 1을 통해 이뤄지고 있습니다. 
마지막으로 정리하자면, 저희 ST는 고객 여러분께 다양한 프로젝트에 유연하게 적용가능한 폭넓은 커버리지를 가진 MCU 패밀리 제품군을 제공하고 있습니다. 이 제품들은 고객이 각자 추진하는 전략과 요구에 맞게 최적화할 수 있도록 설계돼 있으며, 이를 통해 OEM과 티어 1 업체들은 ▶개발 비용 절감 ▶더 빠른 제품 론칭 ▶장기적인 기술 유연성을 얻을 수 있습니다. 결국, xMemory는 빠르게 진화하는 SDV 환경에서 중요한 경쟁력을 제공하는 핵심 솔루션이라고 저희는 확신합니다. 

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