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SK하이닉스, 차량용 메모리에 다층 안전 메커니즘 구현

SK하이닉스가 차량용 메모리 설계에 우발적 고장까지 예측하는 다층 안전 메커니즘을 구현했다.

SK하이닉스가 최신 LPDDR5X 차량용 D램 제품으로 자동차 기능 안전 국제표준 ISO 26262의 최고 안전 등급인 ASIL-D(Automotive Safety Integrity Level D, 자동차 안전 무결성 등급의 최상위 단계로 인명과 직결되는 시스템에 요구되는 가장 높은 수준의 기능 안전 등급) 인증을 획득했다고 19일 밝혔다. ASIL-D는 글로벌 기능 안전 인증기관 TÜV SÜD가 개발 프로세스부터 제품 설계 · 검증 · 품질 관리 체계 전반을 종합적으로 평가해 부여한다.

SK하이닉스는 LPDDR5X에 오류 정정 코드(ECC), 수리용 퓨즈 이중화, 고장 알림 및 자가 진단 기능 등 다층 안전 메커니즘을 설계 단계부터 적용했다. 또한 우발적 고장에 대응하기 위해 단일 고장 지표(SPFM) 99% 이상, 잠재 고장 지표(LFM) 90% 이상, 하드웨어 우발 고장 확률(PMHF) 10 FIT 이하라는 엄격한 기준을 충족했다. 글로벌 기능 안전 인증기관 TÜV SÜD는 제품뿐 아니라 개발 프로세스부터 설계·검증·품질 관리 체계 전반을 종합 평가해 인증을 부여했다.

ASIL(Automotive Safety Integrity Level) 개념

성능 넘어 안전성, 차량용 메모리 경쟁력 기준 변화

자동차 내 전자·전기 시스템 비중이 확대되면서 차량용 D램의 경쟁력을 결정하는 핵심 지표가 변화하고 있다. 단순히 성능을 높이고 불량률을 낮추는 것을 넘어, 기능 안전(Functional Safety, 시스템 고장이 발생해도 탑승자의 안전을 보장할 수 있도록 사전에 예측하고 제어하는 능력)을 확보하는 것이 필수 요건으로 자리 잡았다. 특히 SDV(Software-Defined Vehicle, 소프트웨어 중심 자동차)와 자율주행이 확산되면서 시스템 신뢰성이 탑승자 안전과 직결되는 핵심 요소로 부각되고 있다.

ISO 26262는 2011년 국제표준화기구(ISO)가 제정한 자동차 기능 안전 국제표준으로, 차량 내 전기·전자 시스템 고장에 따른 사고를 예방하고자 마련됐다. 2018년에는 자동차용 반도체에 대한 요구사항이 추가되며 중요성이 더욱 강화됐다.

이 표준의 핵심 지표인 ASIL은 심각도(Severity, 사고 발생 시 피해 정도), 노출도(Exposure, 위험 상황에 노출되는 빈도), 통제 가능성(Controllability, 운전자가 위험을 회피할 수 있는 능력) 등 세 가지 위험 요소를 조합해 A부터 D까지 등급을 부여한다. 일반 계기판이 ASIL-B 수준을 요구하는 것과 달리, 자율주행 제어 시스템은 최고 수준인 ASIL-D를 필수로 요구한다.

이번 인증을 획득한 LPDDR5X 차량용 D램은 ADAS(Advanced Driver-Assistance Systems, 첨단 운전자 보조 시스템), 자율주행, 차량용 인포테인먼트 등 차세대 자동차 시스템에서 요구하는 고성능·저전력·고신뢰성을 동시에 충족한다. 특히 SDV 환경에서 대용량 데이터를 안정적으로 처리하고 시스템 오류 가능성을 최소화한다.

첨단 ADAS 및 자율주행 시스템에 요구되는 ASIL 등급

ECC·퓨즈 이중화·고장 진단, 다층 안전 메커니즘 구현

SK하이닉스는 LPDDR5X에 극한 환경에서도 안정적인 데이터 신뢰성을 확보하기 위한 다층 안전 메커니즘을 설계 단계부터 적용했다.

첫 번째는 ECC(Error Correction Code, 오류 정정 코드)를 통한 데이터 오류 수정이다. ECC는 메모리에 저장된 데이터에 발생하는 오류를 자동으로 감지하고 수정하는 기술로, 우주 방사선이나 전압 변동 등으로 발생할 수 있는 일시적 오류를 실시간으로 복구한다.

두 번째는 수리용 퓨즈(Fuse) 이중화로 결함에 대응하는 것이다. 메모리 칩 내부에 결함이 발생했을 때 예비 회로로 대체할 수 있도록 퓨즈를 이중으로 구성해, 단일 퓨즈 고장으로 인한 시스템 마비를 방지한다.

세 번째는 오류 심각도 진단 기반 고장 알림 기능이다. 메모리가 스스로 오류의 심각도를 판단하고, 시스템에 고장 가능성을 미리 알려 안전 조치를 취할 수 있도록 한다.

욕조 곡선(Bathtub Curve), 제품이나 시스템의 시간 경과에 따른 고장 변화

우발적 고장 예측까지, 전 과정 안전 관리 체계 구축

ASIL-D를 달성하기 위해서는 시스템적 결함과 우발적 결함 모두에 대한 예측과 대응 요건을 충족해야 한다. 시스템적 결함은 개발·설계·공정·검증 과정에서 발생할 수 있는 문제를 말한다. 우발적 결함은 최신 기술을 적용하고 충분히 검증한 후에도 사용 중 열화로 인해 발생하는 불가피한 고장을 의미한다.

SK하이닉스는 시스템적 결함을 제어하기 위해 FSM(Functional Safety Management, 기능 안전 관리 체계)을 구축하고, 개발에서 양산에 이르는 전 과정을 표준화된 프로세스로 관리했다. 고객 요구사항 정의부터 설계·검증·양산 관리까지의 모든 단계를 체계적으로 문서화하고, 개발 과정에서의 모든 의사결정과 검증 결과를 기록했다.

또한 우발적 고장에 대응하기 위해 세 가지 핵심 지표를 기준으로 한 관리 체계를 구축했다. SPFM(Single Point Fault Metric, 단일 결함만으로 사고가 발생할 수 있는 결함의 비율)은 99% 이상, LFM(Latent Fault Metric, 즉시 감지되지 않아 다른 결함과 결합해 사고를 일으킬 수 있는 잠재 결함의 비율)은 90% 이상, PMHF(Probabilistic Metric for Hardware Failures, 하드웨어 우발 고장이 발생할 확률)는 10 FIT(Failure In Time, 10억 시간 동안 1번 고장이 발생하는 기준) 이하라는 엄격한 수준을 충족했다.

TÜV SÜD는 이번 심사에서 LPDDR5X 제품의 기능 안전 성능뿐만 아니라 안전 아키텍처 및 설계 개념, 오류 예방·탐지·진단 메커니즘, 개발 및 검증 프로세스, 품질 관리 체계 전반 등을 종합적으로 검증했다. 이를 통해 SK하이닉스의 개발·검증·품질 프로세스가 글로벌 자동차 산업 기준에 부합함을 인정했다.

이번 ASIL-D 인증은 단순한 기술적 성과를 넘어, 차량용 메모리 사업 전략이 올바른 방향으로 진화하고 있음을 보여주는 이정표다. 글로벌 완성차 업체가 제품 채용 시 가장 중시하는 기능 안전 인증을 획득함으로써 향후 차량용 메모리 사업 확대 및 고객 신뢰 강화 측면에서 의미 있는 경쟁력을 확보했다.

SK하이닉스는 이번 인증을 기반으로 자율주행차와 미래 모빌리티 분야에서 고객이 안심하고 사용할 수 있는 메모리 솔루션을 지속적으로 제공할 계획이다.