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8 November 2024

ASIC Project Management: 1. Overview

제 블로그 방문자들 중에는 테크 분야에서 일하시는 분들이 많고, 이 중에 TL, PM님들도 많더라구요.

제가 설명 할 수 있는 것 중 하나인 Chip 설계 프로젝트에 대해 이야기해보려고 합니다.

제 N번째 꿈은 스타트업 CTO가 되고~ 많은 사람들에게 기여 할 수 있는 제품을 만드는 것입니다.

그러다보니 Entrepreneurship과 Startup, Venture, 기술 사업 관리에 관심이 많습니다.

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총 15개의 글으로 구성될 예정입니다. ✌️

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“요구 사항 설정 ~ 양산”까지 기술적으로 발맞추는 것은 물론, 주요 개발 과제를 정해진 시간과 예산 내에서 완수하기 위한 노력+방법론에 대해서도 살펴볼 것입니다.

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제가 이 글에서 말 하는 ASIC Chip은 Application Specific한 IC입니다.

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이런게 아닙니다 -> 냉장고에도 쓰고, 밥솥에도 쓰고, 신호등에도 쓰는… 범용 Chip들은 Application 분야가 다양합니다.

ASIC은 특정 Application에 Specific하게 사용되도록 설계를 하기 때문에, 특정 기능/비기능적 요소에 장점이 있습니다.

똑같은 Application을 구동하더라도, 범용 Chip 대비 ASIC이 이런 장점을 있도록 만듭니다.

• 성능 향상

• 면적 감소, pin 개수도 감소

• 전력 감소

• 열 감소

• 방사선, 노화 등으로부터 신뢰성 강화

• 신뢰성 강화

• 양산시, 비용이 보다 작음

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ASIC 사업을 하면 저절로 위 장점이 따라오는 것이 아닙니다.

요구사항을 충족하기 위해 ASIC 엔지니어들이 정말 많은 긴장감 속에 살아갑니다

ASIC 엔지니어, 특히 Individual Contributor들은 본인 Field에서 엔지니어링 업무들을 하면 되지만, Manager들은 엔지니어링 마인드를 갖고 과제의 핵심 결정 사항들을 타결해 나가야합니다.

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문제는 ASIC 프로젝트들이 복잡하고, 어렵고, 비싸고, 정보를 얻기 쉽지 않다는 점입니다.

ASIC Chip을 만들겠다고 하면 “목표와 리소스” 정보가 필요합니다.

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좀 더 자세히 들여다보면,

1. 시장 요구사항 분석 + Case Study

2. 제품 사양 정의: 칩의 논리, 기능적 요소와 Performance, Power, Area(이하 PPA), 신뢰성 같은 물리, 성능적 요소, 양산 수율 및 경제성을 위한 설계

• 방산, 우주산업 ASIC의 경우, 방사능에 대한 신뢰성과 사이즈에 대한 압박이 크고.. Meidcal, Automotive 등.. 각 분야에서 지켜야 할 표준들이 있습니다.

1. 자원 분석: 목표 일정, 예산, 개발 인력, EDA Tool, IP, 컴퓨팅 리소스, 프로젝트 관리/문서 관리 도구 등

2. 아키텍쳐 설계: 요구사항과 자원에 맞출 수 있도록 하는 것도 중요하고, 여기서 사용될 IP 회사/국가와의 정치적 관계도 고려 대상입니다.

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위 1~4단계에서 Feasibility Study & Due Diligence가 활발하게 일어납니다.

한 줄로 간단히 써놨는데, 각 라인에 수십명의 전문가들이 투입됩니다.

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단계를 거치다보면, 요구사항은 내려가고 필요 자원은 올라가게 됩니다.

범용 칩 대비 어느정도 경제성이 있는지 다시 분석을 하고, 자원과 요구사항을 시뮬레이션 하면서 Trade-off 분석을 합니다.

영화 Moneyball에서 수학적 모델링을 사용하여 야구 선수 평가, 구단을 만들어가는 장면엔지니어들은 시장에서 필요한 기술 제품 설계, 더 좋은 PPA를 갖는 제품, 더 저렴하게 양산 할 수 있는 기술을 위해.. 마른 수건을 짜내고 있습니다.

제품 개발 일정은 제품의 양산 개발 시점에 맞추어 진행합니다.

그리고 양산 개발 시점은 보통 IT 박람회 이전에 마치는 것을 목표로 합니다. IT 제품의 주요 일정은 아래와 같습니다.

(1) CES·Consumer Electronics Show, 매년 1월

(2) IFA·Internationale Funkausstellung, 매년 9월

(3) MWC·Mobile World Congress, 매년 2월

이외에도, 기업 회계 연도나 소비자들의 소비 시즌 등이 주요한 영향을 줍니다.

Reference: The Semiconductor Ecosystem Explained, Steve Blank반도체 산업은 생태계가 굉장히 복잡합니다.

Apple처럼 세계 시총 1위의 회사도 공정은 TSMC에 맡기면서도, 설계에서도 정말 많은 IP를 사용합니다.

팹리스 -> 파운드리 -> 제품 이렇게 단순해보이지만 손바닥보다 칩에 수십억개의 트랜지스터가.

Cerebras사 같은 회사의 칩 같은 경우 2.6조개의 트랜지스터가 들어갑니다.

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그렇기 때문에 반도체 설계에서 중요한 것 중 하나가, “재사용성과 자동화”입니다.

IP(Intellectual Property Design)와 EDA(Electronic Design Automation software)가 “재사용과 자동화”의 핵심입니다.

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IP는 어쩌면 Chip에서 가장 큰 부분을 차지하고,

EDA는 어쩌면 Chip 구현에 가장 많은 시간을 함께 할애하게 되는 도구입니다.

Vendor를 현명하지 않게 선택하면, Tape out 일정까지도 기술 지원이 잘 안 되고 예산에 심각한 부담을 줄 수 있습니다.

그렇기 때문에 기술적/관리적/경험적/경제적 선택 기준을 가져야 합니다.

• PPA QoR 벤치마크

• Runtime 벤치마크

• 핵심 기능 외 사용가능한 추가 기능

• Success story는?

• 이 제품의 수율은?

• 얼마나 큰 칩으로 작업 할 수 있는지?

• 사용자들이 익숙한 언어/환경?

• 라이센스 별 기간과 비용은?

• 언제 제품을 받을 수 있는지?

• 기술 지원은 어떻게?

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제 경험에 따르면 Vendor의 수를 최소화하는 것이 낫습니다.

제품 벤더마다 3rd party 지원을 완벽하게 하는 경우도 있고, 부분적으로 하는 경우도 있고, 가끔 코너 케이스로 이슈가 발생하면 Vendor가 서로 기술지원을 해줄 수 없는 상황이 나옵니다.

그리고 제품 벤더마다 나름의 특성이 있기에, 자사 설계 엔지니어들이 여러 도구를 사용하는 것도 부담입니다.

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이 다음 글은 “어떻게 EDA, IP, Foundry Vendor를 고르는게 좋을까”에 대해 다뤄보겠습니다.

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