풀커스텀 IC vs CMOS ASIC 차이 비교

 

풀커스텀 IC(Full-Custom IC)와  CMOS ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)은 모두 맞춤형 집적회로 설계 방식이지만, 설계 자유도, 개발 비용, 활용 목적, 설계 방법론 측면에서 뚜렷한 차이가 있습니다.
전문가 관점에서 양자의 차이를 구조적이고 기술적으로 비교하면 다음과 같습니다.

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✅ 풀커스텀 IC vs CMOS ASIC 차이 비교

항목 풀커스텀 IC (Full-Custom IC) CMOS ASIC (Semi-Custom ASIC)

정의	트랜지스터 수준에서 모든 회로를 수작업 설계하는 방식	셀 라이브러리(Standard Cell) 기반으로 구성하는 응용특화형 IC
설계 자유도	매우 높음: 트랜지스터, 배선, 레이아웃 직접 제어	제한적: 표준 셀 라이브러리 내에서 회로 구성
설계 단위	트랜지스터 단위 회로 (기초부터 설계)	NAND, Flip-Flop 등 셀 단위 조합
회로 성능 (속도/전력/면적)	최고 수준의 최적화 가능	중간 수준 최적화 (라이브러리 한계 있음)
공정 노드	대부분 CMOS 기반 (65nm, 28nm 등), 맞춤형 PDK 사용	CMOS 공정 (TSMC, Samsung, UMC 등) 표준 PDK
레이아웃 방식	트랜지스터 단위 수작업 배치/배선	자동 P&R (Place & Route)
EDA 도구 활용	DRC, LVS 포함 수동 설계 중심	Digital flow: RTL → Synthesis → P&R
개발 난이도	매우 높음 (전문 아날로그/고속 디자이너 필요)	상대적으로 낮음 (Verilog/VHDL 기반 디지털 설계자 가능)
소자 활용	맞춤형 트랜지스터 크기, finger 구조, capacitor, resistor 직접 설계 가능	라이브러리 내 지정된 셀만 사용
타깃 회로	고속 아날로그 회로, PLL, TIA, RF 회로, 고정밀 센서, ADC, DAC	디지털 로직, DSP, 통신 제어 SoC, QKD 송수신 블록 등
설계 시간	매우 김 (수개월~1년)	상대적으로 짧음 (수주~수개월)
MPW/양산 비용	매우 높음 (설계 검증이 까다로움)	중간~낮음 (표준 셀 기반으로 검증 용이)

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🔷 개념적 비교 이미지 (비유)

대상 설명

풀커스텀	흙부터 집을 지어 올리는 방식 (벽돌, 철근, 배선까지 모든 요소 직접 설계)
CMOS ASIC	블록형 집짓기 (표준화된 벽돌과 구조물을 조립하여 건축)

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✅ 용도 및 적용 분야

분야                                                                                          풀커스텀 적합                                             CMOS ASIC 적합

고속 RF 회로	◎ (직접 설계로 고속 전송 최적화)	△
초정밀 아날로그 회로 (ADC, DAC)	◎	△
PLL, TDC, LDO 등 아날로그 IP	◎	△
디지털 신호 처리 SoC	△	◎
AI/IoT SoC, QKD 송신 ASIC	△ (일부 아날로그만 풀커스텀)	◎
온도 센서, MEMS 인터페이스	◎	△

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✅ 하이브리드 구조 (Mixed-Signal ASIC에서의 적용)

대부분의 양자통신용 송신용 ASIC, LiDAR 제어 SoC, 이미지 센서 SoC는 풀커스텀 + 셀기반 ASIC을 혼합합니다.

구성 영역 설계 방식

고속 트리거 발생, TDC, PLL	풀커스텀
DAC/ADC front-end	풀커스텀 (matching 중요)
디지털 제어 로직, SPI 인터페이스	셀 기반 CMOS ASIC
온도 보정 알고리즘, LUT 로직	셀 기반

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✅ 결론 요약

구분 풀커스텀 IC CMOS ASIC

장점	최고 성능, 면적/전력 최적화, 고속 아날로그 가능	설계 효율, 반복성, 양산 적합
단점	설계비용, 시간, 인력 부담 큼	성능 제한, 아날로그 최적화 어려움
적합 대상	아날로그 중심 회로, 고속·고정밀	대규모 디지털 논리, SoC 설계

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필요하시면 TDC 회로의 풀커스텀 설계 예, VCSEL 드라이버용 풀커스텀 vs 셀기반 비교 사례, 또는 양자통신용 mixed-signal ASIC 실제 구현 예시도 추가 설명 가능합니다.