대박 예감 ‘갤노트5’ ‘갤S6엣지+’…배터리의 비밀

갤럭시노트5와 갤럭시S6엣지플러스가 초슬림 디자인을 유지할 수 있는 이유는? 바로 배터리와 첨단 소재다.
삼성SDI는 24일 일체형 디자인을 위해 ‘파우치형’ 배터리를 개발해 두 제품에 적용했다고 밝혔다. 파우치형은 각형에 비해 얇게 만들 수 있고 다양한 형태로 가공하기 쉽다는 장점이 있다. 최근 얇은 디자인으로 선보이는 스마트폰이나 웨어러블 기기에 많이 사용되는 추세다. 이번에 적용된 배터리는 지난 4월 출시된 갤럭시S6의 배터리보다 에너지밀도를 5% 개선해 같은 크기라도 더 큰 용량을 담을 수 있게 됐다.
이에 따라 2011년 처음 선보인 갤럭시노트1의 경우 배터리 두께가 9.7mm에 달했지만 새로운 제품이 나올수록 두께가 점점 얇아져 이번 갤럭시노트5의 경우 7.6mm까지 줄었다.
갤럭시노트5와 갤럭시S6 엣지 플러스에는 제품 내부의 기판 틀과 S펜에 고부가 플라스틱 소재가 사용됐다. 기판 틀에는 PBT와 PPA에 유리섬유(GF)를 첨가한 고강성 엔지니어링 플라스틱이 적용돼 얇은 두께로도 본체의 견고한 뼈대 역할을 할 수 있다. S펜에는 내열ABS와 폴리카보네이트가 적용돼 내구성을 높였다.
폴리부틸렌테레프탈렌으로 불리는 PBT 수지는 각종 엔지니어링 플라스틱 중에서 특히 내열성과 내약품성, 전기적 특성이 우수한 결정성 수지다. 강도와 내열성, 전기절연성 등이 뛰어난 엔지니어링 플라스틱으로 전기·자동차 부품에 많이 사용된다. 고내열 나일론으로 불리는 PPA는 고강도 고강성 고내열 저흡수율 치수안정성 등에 우수하다. 전기·전자, 자동차, 산업기기, 조명용, 항공기 소재로 사용되고 있다.
얇아진 배터리와 기판 틀에 힘입어 갤럭시노트5는 노트4에 비해 두께를 0.9mm(10%) 줄였고, 2011년 출시된 갤럭시 노트1과 비교하면 2.1mm(22%)나 얇아졌다.
갤럭시노트5와 갤럭시S6 엣지 플러스는 모두 5.7인치 쿼드 HD 슈퍼 아몰레드 디스플레이를 장착하고 있다. 갤럭시노트3부터 유지되고 있는 5.7인치 화면 사이즈는 이용자들에게 최적의 그립감을 기반으로 대화면을 제공하고 있다. 갤럭시S6 엣지 플러스 모델은 양측면에 곡면 디스플레이를 적용해 곡면 특유의 독특한 화질과 자연스러운 일체감과 몰입감을 느낄 수 있도록 했다.
여기에는 삼성SDI가 독자기술로 개발한 OLED 발광소재인 ‘인광그린호스트’가 적용되고 있다. ‘인광그린호스트(Phosphorescence Green Host)’는 OLED에서 빛의 삼원색 중 녹색 빛을 내는 핵심 소재다. 그 동안 외국 업체들이 그 시장을 독점해 왔는데 지난해 삼성SDI가 국내 최초로 개발에 성공해 양산하고 있다.
갤럭시S6 엣지 플러스에는 곡면 디스플레이 구현을 위해 유리 봉지재 대신 유기재료를 기반으로 한 삼성SDI의 박막봉지재(TFE, Thin Film Encapsulation)가 적용됐다. 디스플레이가 휘어지는 부분은 충격에 약하고 OLED 내부의 유기물질이 산소나 수분에 노출될 위험이 높아, 유리보다 유연한 성질을 갖고 있는 TFE가 유리 대신 사용된다. TFE는 유리보다 가공성이 좋고 강도가 높아 플렉시블 디스플레이에 주로 사용되고 있다.
갤럭시노트5와 갤럭시S6 엣지 플러스에는 갤럭시S6에 이어 엑시노스7420이 어플리케이션 프로세서(AP)로 탑재됐다. 세계 최초로 14나노미터 공정을 적용한 엑시노스7420은 전 모델보다 처리 속도는 20% 끌어올리고 소비전력은 35% 낮춘게 특징이다. 14나노미터의 미세 공정 설계를 통해 효율성을 높인 것이다. 고성능·저전력·고생산성의 세 마리 토끼를 모두 잡은 최첨단 기술의 집약체로 불리고 있다.
10억 분의 14미터를 의미하는 14나노미터까지 공정이 미세해졌다는 것은 반도체 회로 선폭이 그만큼 더 줄어들었다는 것을 뜻한다. 선폭이 줄어들면 전자이동이 쉬워 전력소비가 줄고 작동 속도가 빨라진다. 또 한 장의 웨이퍼에서 더 많은 반도체를 만들 수 있어 생산단가도 낮아지는 장점이 있다.
이 미세공정을 가능케 한 것이 바로 삼성SDI의 반도체 공정소재다. 반도체 회로를 그리는 공정에 사용되는 반도체 패터닝 소재와 반도체 칩을 보호하는 패키징 소재가 사용되었다.
[이승훈 기자]