아이폰 발열 원인 TSMC 핀펫 방식? 티타늄 소재?

아이폰 15 시리즈의 국내 출시를 앞두고 발열 이슈가 꾸준히 나오고 있습니다. 아이폰 발열 원인으로 논란이 되는 것 들 중 가장 큰 두 가지는 3나노 핀펫 방식 공정과 열전도율이 낮은 티타늄 소재 사용으로 보고 있습니다.

아이폰 발열 원인


발열 원인(1) – 핀펫 방식?

아이폰 15 시리즈의 Pro와 Pro Max에는 업계 최초로 A17 프로 칩셋이 탑재되었습니다. A17프로는 처음으로 TSMC 3나노 공정이 적용된 칩으로 핀펫 방식의 공정이 이번 발열 문제를 야기했다는 논란이 나오고 있습니다.

TSMC : 핀펫(FinFET) 방식삼성전자 : GAA(Gate all around) 방식
전력을 통제하는 접촉면이 3면인 구조전력을 통제하는 접촉면이 4면인 구조
4 나노까지 미세 공정에 공식처럼 쓰이고 있는 기법넓은 접촉면으로 전류 흐름을 세밀하게 제어
3 나노 공정의 초 미세공정에서는 전류 제어가 어려워짐
⇒ 핀펫 방식의 한계

⇒ 접촉면이 많을수록 전류를 세밀하게 조절할 수 있기 때문에 초 미세 공정인 3나노부터는 핀펫 방식이 아닌 GAA 방식을 사용해야 한다는 의견이 우세해지는 상황.

⇒GAA 방식의 세밀한 전류 조절 능력은 소비전력을 감소시킬 수 있고 전자기기의 성능을 향상시킬 수 있다는 결과를 가져옵니다.


※ 현재 파운드리 시장 점유율

  • 1위 TSMC (56.4%) – 핀펫 방식
  • 2위 삼성전자 (11.7%) – GAA 방식

⇒ GAA 방식은 전력 효율이 높아 차세대 기술로 각광받는 상황 입니다. 이번 아이폰 15 시리즈의 발열 이슈로 삼성 전자가 반사 이익을 얻을 수 있다는 의견도 많습니다.


발열 원인(2) – 티타늄 소재 사용?

기존 14Pro 까지는 스테인리스 스틸을 사용했다면 15시리즈에서는 아이폰 최초 티타늄 소재를 적용했습니다. 티타늄 사용으로 아이폰의 무게를 더 가볍게 만든 것이 이번 제품의 큰 장점입니다. 대신 열전도율이 낮다는 단점이 이번 발열로 더 부각되고 있습니다.


⇒ 열전도율 : 스테인리스 스틸 > 티타늄

  • 티타늄의 열전도율은 매우 낮습니다. 열전도율이 낮으면 열 방출을 제대로 하지 못해 발열이 생기게 되며 기기 성능 저하에까지 영향을 미치게 됩니다.

⇒ 열전도율이란? = 물질의 열을 전달하는 능력

  • 열전도율이 높다 : 열을 빠르게 전달한다. ⇒ 열을 외부로 내보내며 온도를 떨어뜨린다.
  • 열전도율이 낮다 : 열전달 속도가 느리다. ⇒ 열이 쉽게 외부로 빠져나가지 못한다. ⇒ 제품 온도 상승으로 발열의 원인이 된다.


스로틀링으로 인한 기기 성능 저하?

스로틀링(Throttling) 은 기기의 CPU, GPU 등이 지나치게 과열될 때 기기 손상을 막기 위해 강제로 발열을 줄이는 기능을 말합니다. 발열을 줄이는 방식으로 기기의 본래 성능을 강제로 낮추거나 전원을 차단하여 발열을 줄이며 배터리 수명을 늘리는 방식으로 사용되고 있습니다.

단점

  • 발열로 인해 성능을 낮추게 되면 전작인 14Pro와 성능 차이가 크지 않는데 굳이 15 시리즈를 구매해야 할 이유가 있을까?
  • 심한 발열 = 성능 저하

※ 삼성전자의 갤럭시 S22가 과열 방지 및 배터리 수명 연장을 위해 GOS 기능을 사용했다가 큰 이슈가 됐던 적이 있었는데 이번 아이폰의 15 발열이 전작보다 심해지면서 비슷한 문제에 봉착한 것 같습니다. 이 외에도 티타늄 소재 사용으로 인한 내구성 문제나 변색 등 여러 가지 이슈를 고려하여 구매하는 것이 좋겠습니다.

(⇒ 변색의 경우 손에 유분기가 많을수록 더 심하며 닦아서 지울 수 있습니다.)


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