아이언디바이스 분기보고서 (2024.09)
1. 사업의 개요

용어	설명

혼성신호(Mixed Signal)	협의로는 아날로그와 디지털이 함께 혼재된 신호처리를 의미하며, 파워(전력) 처리의 경우도 신호처리와 함께 광의의 아날로그에 포함시키며, 서구에서는 Mixed Signal Circuit는 아날로그/디지털/파워를 아우르는 널리 사용되는 익숙한 용어이나 번역된 '혼성신호 회로'는 신호처리에만 국한되어 이해될 수 있음

SoC(System-on-Chip)	다양한 IP 들을 통합하여 한 칩에 모두 구현한 반도체
-IP업체들의 수십종 이상의 검증된 IP들을 이용하여 복합적인 기능의 통합 반도체를 낮은 위험성으로 제작할 수 있게 됨
-일반적으로 디지털IP의 경우 공정이식(Migration)과 통합이 비교적 수월하기 때문에 디지털에서 많이 사용되는 용어이나 혼성신호 반도체에서도 많은 IP의 집적을 필요로 하는 경우 SoC로 분류됨
-혼성신호 SoC 반도체의 경우 많은 파워 IP, 아날로그IP 등 특화된 IP들이 필요하게 되어 개별 업체의 in-house IP의 중요성이 높음

전력전자(Power Electronics)	전력용 반도체를 이용해 전력을 변환하고 제어하는 방법을 연구하는 전기공학의 한 분야로 쉽게 말해 전기에너지의 형태를 필요한 형태로 바꾸도록 제어하는 학문이며, 전력전자공학이라고도 함
-기본적으로 전력용 반도체 소자의 스위칭 동작을 이용해서 구현함.
대표적인 기술적 예로는 교류를 직류로 변환하는 순변환기(컨버터), 직류를 교류로 변환하는 역변환기(인버터) 등의 반도체 전력변환 장치를 들 수 있으며, 대표적인 활용 예로는 컴퓨터의 파워서플라이와 같은 SMPS 및 모터 구동 시스템 등이 있다. 그리고 휴대폰 충전기를 비롯한 모든 전기 제품과 밀접한 관련을 가지고 있음

컨버터(Converter)	전력전자 기술의 기본 기술 분야로, 교류(ac)를 직류(dc)로 변환하는 순변환기와 직류(dc)를 직류(dc)로 변환하는 변환기를 의미함 - 응용처는 교류(ac)전력라인 입력을 직류(dc)로 변환하여 전력을 공급하는 서버나 컴퓨터의 파워서플라이와 같은 SMPS, 휴대폰 충전기 등이 있으며, 각종 전자장치 내에는 직류 전압을 다른 전압의 직류 전압으로 공급하는 많은 전력 변환 장치와 반도체 들이 사용되고 있음

인버터(Inverter)	전력전자 기술의 기본 기술 분야로, 직류(dc)를 교류(ac)로 변환하는 역변환기를 의미하며 대표적 응용처는 단상/3상 모터를 구동하는 장치들이나 배터리배부터 교류(ac)전원을 생성해 공급하는 장치 등이 있음
-오디오 앰프는 직류 전원으로 부터 교류를 출력하는 인버터의 한 종류로 볼 수 있음

음압(Sound Pressure Level, SPL)	소리의 크기를 의미함
- 음압(SPL)의 단위는 대기 압력의 배수로 dB로 표현됨
*높은 음질을 구현하기 위해서는 스피커 및 재생 환경에 맞추어 튜닝이 필요한데, 충분한 음압이 확보된 상황에서 튜닝이 용이해지기 때문에 음질과도 연관된 특성임

스피커(Loud Speaker)	진동판과 함께 영구자석에 코일이 감겨 있는 형태로, 코일에 전류를 흘리게 되는 로렌츠힘(Lorentz force)에 의해 진동판이 움직이고, 스프링 힘에 의해 다시 제자리로 돌아오는 힘에 의해 진동하면서 소리를 내는 장치임 - 구분 상 선형모터(Linear Motor)로 구분됨
*소리를 발생시키는 다른 구조의 스피커와 구분하여 다이나믹 스피커라고도 칭함 (Dynamic Speaker)

피에조 스피커(Piezo Speaker)	피에조 스피커는 압전 소자를 얇은 판에 부착하여 전압을 가하면 물리적 휩이 발생하는 현상을 이용해 소리를 발생시키는 장치임 - 전압을 정/역방향으로 순차적으로 인가하게 되면 그의 주파수에 맞추어 진동하며 소리가 발생함 - 피에조 소자 자체는 매우 효율이 높은 구동자이나 일반적으로 구동에 높은 전압이 필요하게 되어 구동회로의 효율이 매우 중요함

ERM 진동모터(Eccentric Rotating MassVibration Motor)	축에 비대칭적인 추가 달려 있는 회전 모터 형태로, 회전하면서 진동이 발생함
*삐삐, 중저가 스마트폰 등 비교적 저가의 통신기기에 진동벨 효과를 강하게 주기 위해 사용되며, 간단히 구동할 수 있으나 매우 느린 반응으로, 햅틱효과 구현은 매우 제한적인 형태로만 가능함

VCM 모터(Voice Coil Motor)	영구자석에 코일이 감겨 있어 스피커(Loud Speaker)와 매우 유사한 구조이지만 소리를 내는 진동판이 없는 형태로 구분 상 선형모터(Linear Motor)로 구분됨

LRA(Linear Resonant Actuator)	VCM 모터와 유사한 구조이지만 특정 주파수에서 스프링과 진동 추의 무게에 의해 공진을 하는 구조에 특화된 액츄에이터 - 공진 주파수에서 높은 효율로 구동이 가능하지만 공진주파수 이외의 주파수로 동작시키기 어려움
*최근 스마트기기들의 햅틱 진동으로 많이 사용

BCDMOS 공정	Bipolar-CMOS-DMOS 소자들을 한 기판위에 집적할 수 있는 공정

Bipolar 소자	npn, pnp 등 접합형 트랜지스터 소자로서 아날로그 회로를 구성할 때 사용됨 - 오늘날 집적회로에서 CMOS 사용의 선호로 인해 관심과 사용이 줄어들고 있으나, 고성능 회로를 구현할 수 있는 등 다양한 소자 선택이 가능해 여전히 널리 사용됨 - IC 공정으로 집적화 될 경우 기생동작이 많아 설계 난이도와 오동작 가능성이 매우 높은 소자임

CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor) 소자	집적 회로의 한 종류로, NMOS와 PMOS로 구성되어 스위칭 하지 않을 경우 전력소모를 없앨 수 있으며, 스위칭 시 전류도 매우 낮아 마이크로프로세서나 SRAM 등의 디지털 회로를 구성하는 데에 주로 이용되며, 각각의 NMOS와 PMOS 소자를 이용한 아날로그 회로의 구현도 가능함 - 비교적 단순한 형태의 공정 구조로 만들어질 수 있어 집적도를 매우 높이는 디지털 회로 공정에 유리함

DMOS(Double-diffused MOS)	이중확산된 MOS로, 연속적으로 확산공정을 두 번 진행해 채널 길이가 짧아 고전압, 대전류를 인가하는데 장점을 갖음 - 전력 스위칭 소자로 주로 사용되며, 제한된 아날로그 회로도 구현이 가능함
*게이트의 폭을 마음대로 조절할 수가 없어 아날로그 회로 구현이 제한적이어서 고전압/저전압 CMOS, Bipolar 소자 등 타소자들과 함께 회로를 구성해야 보호회로 등의 구현이 가능함

Class-A/B/AB 앰프	출력 신호가 연속적인 아날로그 형태로 동작하는 앰프 - 전압과 전류의 곱에 비례하는 손실이 발생하기 때문에 많은 열이 발행하고 효율이 좋지 않음

Class-D 앰프	Class-D 앰프는 출력을 스위칭 시키는 앰프로서, 출력을 연속적인 아날로그 값으로 동작시키는 전통적인 Class-AB 아날로그 앰프 대비 매우 높은 효율을 얻을 수 있음 - 전류가 흐를 때는 전압이 0이고, 전압이 걸려 있는 동작 구간에서는 전류가 0이기 때문에, 이상적인 스위칭소자를 사용한다면 전압과 전류의 곱이 항상 0이 되어 열이 나지 않는 매우 높은 효율의 회로 동작이 가능함
*실제로는 스위칭 소자의 물리적 한계에 의해 스위칭 손실(Switching Loss)과 도통손실(Conduction Loss)이 존재함

아날로그 Class-D 및
디지털 Class-D 앰프	교과서 적인 Class-D 앰프는 입력신호가 아날로그인 것을 의미하지만, 입력 신호로 디지털 신호를 받아 Class-D클래스로 출력하는 앰프의 경우는 입력과 출력 파형이 모두 on/off 형태의 디지털 형태를 갖게 되므로, 일반적으로 이를 디지털 앰프 혹은 풀디지털(Full Digital) 앰프로 칭함 - 동작상 DAC(Digital to Analog) 기능과 Class-D 앰프 기능이 모두 포함된 형태

Class-H 앰프	앰프의 출력은 스위칭 하지 않는 클래스의 구조를 갖지만, 전력효율을 높이기 위해 전원전압을 조절하는 앰프 - 낮은 신호를 출력하는 경우는 전원전압을 낮추게 되면 Class-A/B/AB 등의 아날로그 앰프에서 발생하는 손실을 일부 낮출 수 있게 됨

Class-DH 앰프	Class-DH 앰프는 출력단을 Class-D로 동작시키면서 전원단도 Class-H로 동작시키는 앰프임 - Class-DH 앰프의 핵심 아이디어는 전원 공급의 전압을 신호의 요구에 따라 동적으로 조정하는 것임 - 일반적인 Class-D 앰프는 일정한 전원 공급 전압을 사용하는 반면 Class-DH 앰프는 입력 신호의 크기에 따라 전원 공급의 전압을 증가시키거나 감소시켜, 출력 소자에 인가되는 불필요한 전압으로 인해 생성되는 열을 줄일 수 있음

IGBT 소자	"Insulated Gate Bipolar Transistor"의 약자로, 절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터라고도 함 - 실리콘 소자 구조 중 높은 전압에서 큰 전류를 스위칭할 수 있는 장점을 갖는 구조로, 일반적으로 다수의 소자를 IC형태로 집적화 되기 어려워 IGBT는 거의 전력 반도체 단품(디스크리트, Discrete) 소자 형태로 사용됨

SiC 소자	Silicon-Carbide 소자 - 밴드갭 전압이 높고 고전압에서 스위칭 시 장점을 갖는 차세대 전력 소자

GaN 소자	Gallium-Nitride 소자 - 밴드갭 전압이 높고 고속 스위칭이 가능한 장점을 갖는 차세대 전력 소자

Boost Converter	낮은 입력 전압으로부터 높은 출력 전압을 만들어 내는 전력변환 회로 - 동기식과 비동기식이 있으며 동기식의 설계가 더 어려움

Buck Converter	높은 입력 전압으로부터 낮은 출력 전압을 만들어 내는 전력변환 회로 - 동기식과 비동기식이 있으며 동기식의 설계가 더 어려움

게이트 드라이버(Gate Driver)	전력소자의 게이트(Gate)를 조절해 on/off를 구동하는 회로로서 주로 보호회로와 함께 IC 형태로 구현됨 - 대용량 전력소자의 경우 게이트의 조절을 위해서도 수~수십A의 전류가 필요하게 되어 이 또한 파워IC로 구분됨
*전력소자의 성능이 고도화되어 고속 스위칭을 하게 되면 게이트 드라이브에게 요구되는 특성이 고속, 고정밀, 광대역 등으로 상향되게 됨

ADC(Analog-to-Digital Converter)	아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로

SAR(Successive-approximation) ADC	축차변환형 아날로그 디지털 변환 회로(ADC) - 내부에 DAC과 비교기를 사용하여 각각의 비트에 대해 한 클럭에 상위(MSB)로부터 LSB쪽으로 결정해 가는 방식

DAC (Digital-to-Analog Converter)	디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 회로

Sigma-Delta ADC/DAC	델타-시그마 변조(delta-sigma modulation, ΔΣ) 방식은 delta 변조방식으로부터 파생된 analog-to-digital 또는 digital-to-analog 변환방식이며, 이 방식은 1960년대 초기에 이미 제시되었으나 반도체 기술의 발달에 힘입어 최근에서야 널리 쓰이게 됨 - 높은 분해능(Resolution)을 얻기 위해 사용되는 회로이며 아날로그 회로와 디지털 회로가 혼재된 대표적인 혼성신호 회로임

PLL(Phase-Locked Loop) 회로	디지털회로의 클럭을 얻기 위해 디지털 주파수를 합성해 내는 회로임 ? 위상노이즈(Phase Noise)와 지터(Jitter)가 중요 사양으로, 특히 오디오성능을 위해서는 매우 고성능의 노이즈 특성을 갖는 회로 설계가 필요함 - 아날로그 회로와 디지털 회로가 혼재된 회로설계이며 반도체 성능에 영향을 미치는 매우 중요한 IP이므로 팹리스업체의 자체 IP 보유 필요

THD+N(Total Harmonic Distortion and Noise)	THD+N은 소리의 왜곡 정도를 나타내는 지표 - 오디오 신호에서 왜곡 및 노이즈의 합으로 정의됨
- 왜곡은 오디오 신호가 원본과 다르게 재생되는 정도를 나타내며, THD는 주로 정현파 왜곡의 정도를 측정하는 데 사용됨
- 노이즈는 오디오 신호에 추가된 무작위한 신호이며 주로 원본 신호와 상관없는 주파수 성분을 가짐
- THD+N이 낮을수록, 왜곡 및 노이즈가 적게 추가되어 더 정확한 오디오 재생이 가능하며 더 높은 음질을 제공하는 것으로 볼 수 있음

SNR(Signal-to-Noise Ratio)	신호대비잡음비(SNR)은 신호 대비 잡음에 대한 비율을 나타내는 지표로, 원하는 신호와 원하지 않는 잡음 간의 상대적인 강도를 나타냄
- 혼성신호 IC는 아날로그와 디지털 사이의 변환 과정에서 높은 신호대비잡음비(SNR)는 신호를 더 정확하게 처리하고, 잡음을 최소화하여 원하는 신호를 식별하고 추출하는데 도움이 되고, 디지털 신호와 아날로그 신호가 함께 처리되므로, 높은 SNR을 유지함으로써 잡음을 최소화하고 원본 신호의 왜곡을 방지할 수 있음. 또한 높은 신호대비잡음비(SNR)를 갖는 혼성신호 IC는 더 낮은 전력에서도 원하는 신호를 감지하고 처리할 수 있기 때문에 전체 시스템의 전력 소비를 줄일 수 있음 - 오디오 제품의 SNR 요구 수준은 타 응용처보다 수십~수천배 (20dB~60dB)가량 더 높아 신기술의 타 응용처로 확대 적용 되어 왔음

dB(Decibel)	데시벨(dB), 두 물리량(일반적으로 음향 또는 전력의 양) 사이의 비율을 표현하거나 소리의 상대적 음량을 측정하기 위한 단위
- 전력에서는 10dB(데시벨)은 비율의 공통 로그의 10배와 같고,
- 전압과 전류에서는 20dB(데시벨)이 10배와 같음. 예를 들면 60dB는 천배, 100dB는 십만배의 비율을 나타냄

당사는 혼성신호 SoC (System-on-Chip) 반도체 기획/설계 및 제조/판매를 주 사업으로 하고 있으며, 저전력/고성능/고집적 설계에 중점을 두고, 직접 개발한 원천기술을 바탕으로 시스템반도체 및 소프트웨어를 개발 및 외주 생산하여 글로벌 세트업체에 공급하는 팹리스 반도체 기업입니다.

당사는 2008년에 'Creating Better Human Life by Mixed Signal Semiconductor Technology' 즉, 반도체 기술로 사람들의 삶에 도움이 되고자 하는 목표로 설립되었습니다. 당사의 주력 사업분야는 전력전자기술 기반으로 혼성신호 시스템반도체를 개발하여 생산하는 공급하는 사업입니다. 아날로그-디지털-파워가 한 칩에 혼재되어 탑재되는 제품에 강점을 갖는 기술 기반을 가지고 있습니다. 단일 칩에 집적되는 혼성신호(Mixed Signal) SoC(System-on-Chip) 반도체를 설계하고 판매하는 것이 주 사업입니다. 이 반도체는 스마트폰, 자동차, 가전기기 들의 고효율 스피커앰프나 모터드라이버, 전력변환 장치 등의 응용처에 사용되기도 하고, 산업용기기, 전기자동차 등의 전력변환을 위한 전력소자를 구동하는 응용처에 파워IC 반도체로 사용될 수도 있습니다.

당사 설립 시 전 세계적으로 환경보호 및 온실가스 저감의 중요성이 날로 증가하고 있었고 에너지 효율의 극대화를 위한 노력도 향후 지속될 것으로 전망되었으며, 이에 스위칭 기술을 이용하여 파워를 구동하고 변환하는 반도체 기술의 중요성도 계속 증가할 것으로 전망하였습니다. 이 추세는 2024년 현재에도 계속 유효하게 이어지고 있으며 친환경 자동차 등의 등장으로 이는 더욱 가속화되고 있습니다. 당사의 ’전력전자 기반의 혼성신호 시스템반도체 기술’은 고효율/고성능/고집적화 추세로 인해 앞으로도 매우 다양한 분야에서 계속 기회가 생길 것으로 기대됩니다. 현재 당사의 주력 사업분야인 고효율 전력변환 및 오디오앰프, 모터드라이버 뿐 아니라 다양한 전력을 전달하는 파워IC 분야에서의 기회요인이 존재합니다.

혼성신호 기술은 현대 전자 기술 및 회로 설계 분야에서 상당히 중요한 역할을 하는 기술 중 하나입니다. 이 기술은 주로 디지털(로직)과 아날로그, 파워 반도체 기술을 한 개의 칩 또는 회로에 통합하여 구현하는 과정과 이를 실제로 제조 및 적용하는 공정 기술을 포함합니다. 특히, 전력전자(Power Electronics)라고 하는 파워소자의 ‘스위칭’에 특화된 분야의 혼성신호 기술은 일반 선형 아날로그 회로만으로 구성된 전통적 전자회로 기술과 차별화되는 회로와 공정 기술이 필요하며, 당사는 이 부분에서 높은 수준의 기술과 다양한 IP들을 보유하고 있습니다.

현재도 변함없는 당사 인력들의 믿음은, 혼성신호 반도체 설계 분야에서는 글로벌 업체들과 경쟁하기 위해서는 인력과 IP이 오랜기간동안 지속되어 기술이 축적되어야 한다는 것입니다. 국내 유사 분야의 기업이 없는 상황에서, 당사는 사명감을 갖고 글로벌한 경쟁력 수준의 기술개발 및 사업화에 임해오고 있습니다.