[서울=뉴스핌] 이나영 기자= 혼성신호 SoC(System-on-Chip) 전문 팹리스 반도체 기업인 아이언디바이스가 산업통상자원부가 주관하고 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 운영하는 'K-휴머노이드 연합'에 신규 참여기업으로 선정됐다고 17일 밝혔다. 아이언디바이스는 휴머노이드 로봇 액츄에이터 구동을 위한 전력제어 시스템 반도체 개발 및 핵심 IP 확보에 나설 계획이다.

K‑휴머노이드 연합은 오는 2030년까지 세계 휴머노이드 최강국 도약을 목표로 출범된 정부 주도 프로젝트다. 지난 4월 산업통상자원부 주관으로 출범해 정부, 국내 주요 로봇 기업, 주요 대학 및 연구기관 등이 함께 참여하고 있다. 이후 핵심 분야별 신규 참여 기업을 모집함에 따라 아이언디바이스도 로봇 부품사로 추가 선정되었다.

로봇 제조사와 부품사는 글로벌 최고 사양을 가진 휴머노이드 하드웨어(HW) 개발을 위해 협력한다. 2028년까지 가벼운 무게(60kg↓), 높은 자유도(50↑), 높은 페이로드(20kg↑), 빠른 이동속도(2.5m/s↑) 등을 충족하는 고사양의 로봇을 생산할 계획이다. 이를 위해 로봇 제조사와 부품 기업들이 협력해 로봇의 핵심 부품인 센서와 액츄에이터를 개발한다. 특히 정교한 물체 조작이 가능한 힘/토크 센서, 손 감각을 구현하는 촉각센서, 그리고 가볍고 유연한 액츄에이터 등 핵심 부품 개발에 역량을 집중할 방침이다.

아이언디바이스 로고. [사진=아이언디바이스]

휴머노이드 로봇은 인간과 유사한 움직임을 구현하기 위해 손, 목, 팔, 다리 등 신체의 다양한 부위에 약 40개에 달하는 서보 모터와 제어 시스템을 통합해야 한다. 그러나 휴머노이드 로봇의 각 관절 공간이 좁아 직경 5~10cm의 제한된 인쇄회로기판(PCB)에 모터, 감속기, 센서 등을 모두 집적해야 한다는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서는 제한된 공간에서 더 높은 출력과 안정적인 모터 제어를 확보할 수 있도록, 기존 실리콘 기반 소자보다 빠른 스위칭 속도와 우수한 전력 효율, 높은 내구성을 갖춘 화합물반도체 전력소자를 활용하는 것이 훨씬 효과적이다.

아이언디바이스는 GaN(질화갈륨)/SiC(탄화규소) 등 화합물반도체 전력소자 구동에 특화된 고성능 절연(Isolated) 및 비절연(Non-isolated) 게이트드라이버와 전류 센스 증폭기(Amplifier) 설계를 위한 핵심 기술을 보유하고 있다. 특히, 패키지를 소형화할 수 있는 기반 기술과 단층기판에서도 실장이 가능한 세계 최초의 사선 배치 기술을 활용해 휴머노이드 로봇 전체 시스템 크기와 비용 절감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

아이언디바이스는 이번 K-휴머노이드 연합 합류를 계기로 기 개발된 GaN 전력소자 구동용 고성능 게이트드라이버의 응용도 추진한다. 특히 휴머노이드 로봇 구동 시스템에 적합한 100V급 GaN 전력소자 게이트드라이버 IC의 회로개발과 전력소자가 통합되는 5.0mm x 5.0mm 수준의 초소형 패키징 고도화를 위해 전문 패키징 기업들과 협력을 모색할 방침이다. 이를 통해 게이트드라이버와 GaN 전력소자 간의 불필요한 기생 인덕턴스(Parasitic Inductance)와 발열량을 최소화하고 로봇 액츄에이터 성능을 극대화할 계획이다.

아이언디바이스 박기태 대표는 "화합물반도체 소자의 장점인 저손실, 고속 스위칭, 고전력 밀도는 급성장하는 휴머노이드 로봇 산업에 새로운 솔루션을 제시할 것"이라며 "이번 협력을 기반으로 휴머노이드 로봇 핵심 반도체 기술 국산화에 기여하고, 국내 로봇 산업 생태계 조성에 힘을 보태겠다"라고 전했다.

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