스페이스칩스, 바이코 전력 모듈로 AI 기반 위성 컴퓨팅 시대 앞당긴다

글/반도체네트워크 편집부 2025.12.22

5~10년에 이르는 장기 임무 수행과 함께 고도화된 연산 성능을 요구하는 소형 위성 수요가 급증하면서, 위성용 온보드 프로세서 시스템 설계는 새로운 전환점을 맞고 있다. 최신 초미세 공정 FPGA와 ASIC을 기반으로 한 고성능 프로세서는 저전압·고전류라는 까다로운 전력 요구 조건을 충족해야 하며, 우주 환경 특유의 방사선과 열 관리 제약까지 더해져 전력 공급 네트워크 설계 난이도는 갈수록 높아지고 있다.

이러한 시장 요구에 대응해 스페이스칩스(Spacechips)는 ACAP(Adaptive Compute Acceleration Platform) 기반 AI 가속기를 탑재한 소형 온보드 프로세서 카드 ‘AI1 트랜스폰더’를 선보였다. AI1 트랜스폰더는 최대 133 TOPS(초당 테라 연산)의 처리 성능을 제공하며, 지구 관측, 우주 내 정비·조립·제조(ISAM), 신호정보(SIGINT), 정보·감시·정찰(ISR), 통신 애플리케이션 등 다양한 우주 임무에서 실시간 자율 컴퓨팅을 가능하게 한다. 동시에 5년에서 10년에 이르는 장기 미션을 안정적으로 지원할 수 있도록 신뢰성과 지속 가능성까지 고려한 설계가 적용됐다.

스페이스칩스의 CEO 라잔 베디(Rajan Bedi) 박사는 “많은 위성 운영자들이 수집된 데이터를 모두 실시간으로 지상에 전송할 수 있을 만큼 충분한 RF 대역폭을 확보하지 못하고 있다”며 “이러한 한계를 극복하기 위한 현실적인 대안은 궤도 내에서 데이터를 처리하고, 의미 있는 인사이트만을 지상으로 전송하는 것”이라고 설명했다.

저궤도 관측 위성은 특정 지역을 약 10분에 한 번 정도만 직접 가시선으로 관측할 수 있다. AI 기반 온보드 컴퓨팅을 통해 이러한 시간적 공백을 보완할 경우, 지상과의 직접 통신이 불가능한 상황에서도 보다 빠르고 정확한 의사결정이 가능해진다. 스페이스칩스는 AI1 트랜스폰더를 기반으로 우주 잔해물 추적, 우주선 시스템 상태 모니터링, 악천후 패턴 식별, 주요 농작물 생산과 연계된 강우 데이터 분석 등 다양한 궤도 내 AI 애플리케이션을 구현하고 있다. 또한 산불, 화산 활동, 산업 사고 등으로 인한 온도 이상을 감지해 비상 관리팀이 보다 신속하고 정밀한 판단을 내릴 수 있도록 지원한다.

이처럼 AI 기반 위성 컴퓨팅의 성능을 극대화하기 위해서는 정밀하고 안정적인 전력 관리 기술이 필수적이다. 미션의 수와 범위가 확대되고 태양광 전력 의존도가 높아질수록, 고효율·고전력 밀도의 전력 솔루션에 대한 요구는 더욱 커지고 있다.

이에 스페이스칩스는 바이코와 협력해 바이코의 팩토라이즈드 전력 아키텍처(Factorized Power Architecture™)를 AI1 트랜스폰더 보드에 통합했다. 이 전력 아키텍처는 DC-DC 변환 기능을 독립적인 모듈로 분리하는 구조로, 내방사선 버스 컨버터 모듈(BCM®)이 절연과 함께 28V로의 스텝다운을 수행하고, 프리레귤레이터 모듈(PRM™)이 전압 변환 모듈(VTM™) 또는 전류 멀티플라이어를 통해 28V DC를 0.8V까지 효율적으로 변환한다.

라잔 베디 박사는 “바이코 전력 솔루션의 가장 큰 가치는 매우 작은 폼팩터에서 높은 전력 밀도를 제공한다는 점”이라며 “이를 통해 시스템 크기와 중량을 줄이면서도 효율성과 유연성을 동시에 확보할 수 있고, 특히 고성능 컴퓨팅이 요구되는 우주 애플리케이션에서 결정적인 이점을 제공한다”고 강조했다.

바이코의 FPA 전력 공급 시스템은 실시간 트래픽 요구에 따라 RF 주파수 계획, 채널화, 변조 방식, 통신 표준을 자율적으로 변경하는 궤도 내 실시간 처리를 가능하게 한다. 또한 듀얼 파워트레인 구조를 통해 각 파워트레인이 100% 부하를 독립적으로 구동할 수 있는 내장 리던던시를 제공함으로써, 결함 허용이 어려운 우주 환경에서도 높은 신뢰성을 확보한다.

스페이스칩스와 바이코는 이번 협력을 통해 궤도상에서 최고 수준의 전력 밀도와 신뢰성을 갖춘 프로세서 보드를 구현했다. 내방사선 특성과 견고함, 컴팩트한 설계를 모두 갖춘 AI1 트랜스폰더는 뉴스페이스 시대에 요구되는 차세대 위성 컴퓨팅과 AI 기반 우주 애플리케이션 설계의 새로운 기준을 제시하고 있다.

기사입력 : 2025-12-22