SK텔레콤의 세계 첫 ‘양자보안 5G폰’... 강소기업과의 협업으로 탄생

SKT-비트리, 세계 최초 양자난수생성 칩셋 상용화 목표로 4년간 7전8기 도전
새끼 손톱보다 작은 크기에 양자 발생·감지 모두 가능한 ‘원칩(One-chip)’ 구현
순수 난수를 얻기 위해 6개월간 100만번 테스트, 초당 2000개 난수 생성 성공
전 세계 스마트폰, IoT, 자율주행 기업 대상 양자난수생성 칩셋 공급 사업 추진

"세계 양자보안 1위 기업 IDQ에 양자 난수를 만드는 원천 기술이 있는데 이를 반도체 칩셋 형태로 상용화하고 싶습니다. 칩셋을 함께 개발해 주시겠습니까?"

SK텔레콤(017670)과 비트리의 4년간의 긴 도전은 이렇게 2016년 SK텔레콤 양자 연구소(퀀텀 테크랩)의 갑작스런 제안으로 시작됐다.

비트리는 2014년에 설립해 이미지센서와 같은 반도체 칩셋을 정밀 설계하고 이 솔루션을 글로벌 반도체 제조사에 공급하는 팹리스 기업이다. 당시 SK텔레콤은 세상에 없던 양자난수생성(QRNG, Quantum Random Number Generator) 칩셋을 상용화하기 위해 반도체 설계 전문 기업이 절실하게 필요했는데 양자보안 시장이 형성되지 않아 파트너사를 찾기 쉽지 않았다.

SK텔레콤 제공

비트리는 고민 끝에 SK텔레콤, IDQ와 손잡고 미래 양자 기술을 개발하는데 협력하기로 결정했다. SK텔레콤과 IDQ가 2018년 한 회사가 된 이후에는 개발에 더욱 속도가 붙었다.

SK텔레콤과 비트리는 2018년 IoT/자율주행용 QRNG 칩셋(가로 세로 5.0 x 5.0mm)과 2020년 모바일용 QRNG 칩셋(2.5 x 2.5mm)을 세계 최초로 상용화하는데 성공했다.

QRNG 칩셋은 2016년 USB 형태의 시제품에서 현재의 초소형 칩셋으로 진화했다. 칩셋 안에서 LED 광원부가 빛(양자)를 방출하고, 이 빛을 CMOS 이미지센서가 감지해 디지털 신호로 변환해 난수를 생성한다. 반도체를 설계하는 비트리와 양자 난수 생성 기술을 가진 IDQ가 함께 개발한 제품이다.

새끼 손톱보다 작은 QRNG 칩셋에는 비트리의 설계 기술과 아이에이네트웍스의 패키징 기술이 응집돼 있다. 고온·저온, 다습, 정전기 등 극한 상황에서도 정상적으로 동작하도록 초기 설계 단계부터 수많은 신뢰성 테스트를 거쳤다.

또 제3자가 칩셋을 물리적으로 해킹하는 것을 막기 위해 칩셋 내부에 △구동 클럭(속도) 조절 기능 △부품 별로 다른 전압을 공급하는 멀티 전원 △전원 감지 및 자동 초기화 기능 △칩셋 내부 데이터 접근 차단 기능 등을 구현했다.

이는 올해 5월 출시 후 국내 5G 중저가 스마트폰 가운데 판매량 1위를 달리고 있는 세계 최초 양자보안 5G 스마트폰 ‘갤럭시 A 퀀텀’ 탄생의 시발점이 됐다. 이후 비트리는 SK텔레콤(IDQ), 삼성전자 품질팀과 지속 논의하며 삼성전자 스마트폰의 높은 품질기준을 통과하기 위해 칩셋 설계 및 테스트를 거듭했다.

결국 비트리는 약 2년만에 기존 칩셋 사이즈를 대폭 줄인 2.5 x 2.5 x 0.8mm 크기의 모바일용 QRNG 칩셋을 세계 최초로 상용화하고, 삼성전자의 품질기준을 통과해 2020년 4월 양산 절차에 돌입했다.

SK텔레콤은 5G 시대를 맞아 더 많은 분야의 글로벌 기업들이 양자보안 기술을 필요로 할 것으로 전망하며 관련 사업을 더욱 확대해 나갈 예정이다.

SK텔레콤은 양자 난수를 생성하는 원천 기술을 가진 자회사 IDQ와 반도체 설계 전문기업 비트리와 함께 QRNG 칩셋을 개발해 글로벌 스마트폰, IoT, 자율주행 기업에 공급하는 사업을 추진 중이다.

또 차세대 보안 기능에 대한 수요가 높은 자동차 전장, 클라우드 산업 분야에 사용되는 반도체에도 QRNG 칩셋을 탑재해 반도체 성능을 고도화 하는 사업도 추진 중이다.

이경탁 기자(kt87@chosunbiz.com)

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