[다시, NFC] 근거리 무선 통신의 비밀, ‘NFC 칩(chip)’ <연재 끝>

NFC(Near Field Communication, 근거리 무선통신) 기술을 통해 우리의 삶은 더욱 편리해졌습니다. 삼성투모로우에선 ‘다시, NFC’ 연재를 통해 생활 속에서 NFC 기술이 어떻게 활용되는지 알아봤는데요.

NFC 기술은 카페·영화관·미술관 등에서 유용하게 활용되고 있었습니다. 또 NFC 기술은 모바일 프린팅과 모바일 결제 시스템을 구현하는 데 주요한 역할을 수행하기도 했는데요. 이번엔 삼성전자 시스템LSI사업부 NFC 개발진을 만나 NFC 기술의 핵심인 ‘NFC 칩(chip)’에 대한 이야기를 들어봤습니다.

▲NFC 칩의 뒷면

45나노 임베디드 플래시 공정으로 더욱 강력해졌다, ‘RN5’

최근에 출시된 대다수의 스마트폰은 NFC 기능을 지원합니다. 삼성전자의 신제품 ‘갤럭시 노트4’와 ‘갤럭시 노트 엣지’도 기기 내부에 NFC 칩을 탑재하고 있는데요. 이 두 제품엔 삼성전자가 올해 출시한 ‘S3FWRN5(이하 ‘RN5’)’ 칩이 탑재돼 있습니다.

▲갤럭시 노트4, 갤럭시 노트 엣지 등에 들어간 RN5

RN5는 올해 초 스페인 바르셀로나에서 열린 ‘GSMA 모바일 월드 콩그레스(Mobile World Congress, MWC)’에서 처음 공개됐습니다. 삼성전자는 업계 최초로 RN5에 45나노 임베디드 플래시 공정을 적용, 간편하게 펌웨어(firmware)를 업데이트할 수 있는 NFC 칩을 만들었는데요. RN5는 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 ‘RF’)의 성능을 향상시키면서 크기까지 최소 수준으로 구현해 큰 주목을 받았습니다.

미세한 주파수도 놓치지 않는다

NFC 칩의 크기가 작아지고 RF 수신 감도가 높아졌다는 것은 향후 NFC 칩을 탑재한 다양한 제품 개발이 가능해진다는 말입니다. RN5는 다른 NFC 칩보다 크기는 작지만, 전파 민감성이 뛰어나 점점 작고 얇아지는 스마트 기기에 적용하기 좋은데요.

RN5는 전작인 RN3의 2분의 1 크기로 RF 성능을 개선하고 새로운 기능을 더해 무선 신호의 수신 감도를 크게 향상시켰습니다. 이는 기기의 신호가 약하거나 기기 간의 거리가 멀어도 원활한 통신이 가능하다는 말인데요.

▲갤럭시 노트3 네오(SM-N750) 배터리에 내장된 스마트 안테나 앞면(왼쪽)과 뒷면

삼성전자는 여기에 만족하지 않고 고객에게 더 많은 혜택을 제공하기 위해 현재 ‘안테나 솔루션’을 개발하고 있습니다. 삼성전자가 자체 개발한 스마트 안테나 기술을 사용할 경우 NFC 안테나 크기를 약 30% 줄일 수 있는데요. 안테나의 크기가 줄어들면 조금 더 다양한 제품 디자인을 시도할 수 있습니다.

예전엔 휴대폰에서 긴 안테나를 뽑아 사용했지만 최근 출시되는 스마트폰에선 긴 안테나의 모습을 찾아볼 수 없는데요. 제조업체들은 디자인과 가격 경쟁력을 강화하기 위해 안테나의 크기를 계속 줄이고 있습니다. 송일종 삼성전자 시스템LSI사업부 스마트카드개발팀 수석은 “RN5는 NFC 성능과 안정성을 높이면서 경쟁사 대비 안테나의 크기를 눈에 띄게 줄였다”고 말했는데요. 작지만 강력한 RN5의 성능에서 앞으로의 시장 경쟁력을 엿볼 수 있었습니다.

소프트웨어 변경, 어렵지 않아요!

RN5의 가장 큰 특징은 삼성전자가 개발한 45나노 임베디드 플래시 공정을 적용해 소프트웨어 업데이트가 한층 간편해졌다는 사실입니다.

▲스마트폰 PCB 기판에 탑재된 RN5(빨간 원 표시)

일반적인 롬(Read Only Memory, ROM) 방식의 NFC 칩은 한 번 생산하면 소프트웨어 변경이 불가능해 소프트웨어가 변경되면 NFC 칩을 재생산해야 합니다. 하지만 RN5는 언제든 소프트웨어를 수정·보완할 수 있어 개발 유연성이 매우 뛰어나죠.

사실 NFC 칩을 기기에 적용하는 과정에서 소프트웨어 변경은 비일비재하게 일어납니다. 김세중 삼성전자 시스템LSI사업부 스마트카드개발팀 수석은 “45나노 임베디드 플래시 공정을 적용한 RN5는 소프트웨어를 쉽게 업데이트할 수 있어 촌각을 다투는 개발 일정과 각종 인증시험 진행에 유연하게 대응할 수 있다”고 말했는데요. 또 그는 “제품이 출시된 후에도 필요할 때 전체 펌웨어 업그레이드가 가능하다”며 RN5의 장점을 재차 강조했습니다.

24시간 NFC 기능을 켜놔도 배터리 걱정 없어요!

일반적으로 스마트폰의 NFC 기능을 켜놓으면 금방 배터리가 방전된다고 생각합니다. 전력 소모량 감소는 NFC 기술을 조금 더 보편화시키기 위해 개발자들이 풀어야 할 숙제인데요.

물론 NFC 기능을 사용하면 전력 소모가 발생하긴 하지만 RN5를 탑재한 스마트폰은 상대적으로 전력 소모가 적은 편인데요. 김찬용 삼성전자 시스템LSI사업부 스마트카드개발팀 수석은 “전작인 RN3가 90나노 공정을 적용한 것과 달리 RN5는 45나노 임베디드 플래시 공정을 적용해 동작 전류와 대기 전류가 획기적으로 줄었다”고 말했습니다.

‘NFC 카드’ 모드나 ‘NFC 읽기/쓰기’ 모드를 켜도 전력 소모가 크지 않다고 하니 이젠 배터리 걱정 없이 NFC 기능을 사용할 수 있겠네요.

시작은 늦었지만, 기술력은 자신 있다

삼성전자는 지난 2011년 RN2 양산과 함께 NFC 시장에 진출했습니다. 사실 NFC 기술은 이미 타사에 의해 2003년부터 개발됐는데요. 당시만 해도 관련 시장이 형성되지 않은 상태였습니다.

이에 삼성전자는 새로운 가치 창출의 필요성을 느끼고 저주파 RF 기술력을 바탕으로 2007년부터 NFC 칩을 개발하기 시작했는데요. 2013년 10월엔 RN3를, 2014년 5월엔 RN5를 본격적으로 양산해 제품에 탑재하기 시작했죠.

채정석 삼성전자 시스템LSI사업부 LSI마케팅그룹 차장은 “후발주자로서 몇 배 더 노력한 끝에 지금의 기술력을 이뤄냈다”며 시장 선도에 강한 자신감을 내비쳤는데요. 그는 “삼성전자의 NFC 칩을 탑재한 스마트폰이 더 큰 경쟁력을 가질 수 있도록 NFC 칩 개발에 더욱 노력할 것”이라고 말했습니다.

NFC 기술은 스마트폰뿐만 아니라 카페와 식당, 회사 프린터와 사원증, 집 안의 밥솥과 현관 도어락 등에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 먼 미래의 일로만 여겼던 스마트한 삶이 NFC 기술을 통해 한 걸음 더 가까워진 것 같은데요. 앞으로도 기술이 사람을 이롭게 하는 놀라운 경험이 계속 이어지길 기대합니다.