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| 9일 열린 반도체 미래기술 로드맵 발표회에서 최익수 SK하이닉스 부사장이 메모리 기술 동향에 대해 설명하고 있다.(이원배 기자) |
정부가 국가 간 기술패권 경쟁이 치열해지고 있는 반도체 분야 초격차 확보를 위해 수조원을 투입해 앞으로 10년간 연구개발(R&D)을 통해 신소자 메모리 및 차세대 소자 개발과 인공지능(AI)·6G·전력반도체 설계 원천기술 개발, 초미세화 및 첨단 패키징을 위한 공정 원천기술 개발에 나선다. 정부는 이 같은 반도체 미래기술 로드맵을 통해 한국이 반도체 우위기술 분야에서 초격차를 유지하고 시스템반도체 분야에선 신격차를 확보할 수 있는 반도체 R&D 방향의 이정표 역할을 하게 될 것이라고 기대했다.
과학기술정보통신부는 9일 서울 서초구 엘타워에서 반도체 미래기술 로드맵을 발표했다. 과기정통부는 반도체 미래기술 로드맵을 바탕으로 향후 반도체 R&D 추진 방향을 설정할 계획이다.
과기정통부가 이번 반도체 미래기술 로드맵을 마련한 이유는 반도체 분야가 현재는 물론 미래에도 중요한 첨단전략산업 분야이기 때문이다. 한국은 물론 미국과 중국, 유럽연합(EU), 일본 등은 막대한 예산을 연구개발(R&D)에 투자해 기술 확보에 몰두하고 있어 경쟁도 치열하다. 이에 과기정통부는 증가하는 미래 반도체 수요 및 치열한 글로벌 기술경쟁에 대응하기 위해 정부 R&D 투자의 중장기 방향·전략을 담은 청사진 제시가 필요하다고 설명했다.
반도체 미래기술 로드맵은 소자와 설계, 공정 분야로 구분된 신소자 메모리 및 차세대 소자 개발(10개)과 AI·6G·전력·차량용 반도체 설계 원천기술 개발(24개), 초미세화 및 첨단 패키징을 위한 공정 원천기술 개발(11개)을 위한 10년 미래핵심기술 확보 계획이다.
소재 분야에서는 미래 유망 소자 연구를 통해 기술을 선점한다는 계획이다. 과기정통부 설명에 따르면 현재 메모리반도체 주력 품목인 D램은 정보의 휘발성으로 전력 소모가 많고 낸드는 느린 처리 속도가 한계이다. 이에 비휘발성(저전력)과 초고속, 고집적 특성을 갖춘 차세대 메모리 소자 기술 개발로 초격차 유지가 필요하다. 이에 신소자 3대 주요 분야인 강유전체와 자성체, 멤리스터 관련 핵심원천기술을 확보해 기존 D램과 낸드를 대체할 계획이다.
설계 분야의 경우 지능형 반도체 시장 선점 및 선도국 추격을 위한 설계기술을 확보한다는 전략이다. 초거대 AI 및 빅데이터 활용 폭증으로 기존 설계(CPU, GPU) 및 통신기술(5G)의 한계가 발생했고 연산-저장이 분리된 현재 폰노이만 구조가 데이터 병목현상과 고전력 소비 등으로 한계에 봉착했다는 진단이다.
이에 초병렬·저전력 계산(NPU) 및 대량 전송·저지연(6G)에 최적화된 설계 기술과 메모리 기술력을 활용해 연산과 저장을 통합한 PIM 구조 반도체 기술 개발이 필요하다고 강조했다. PIM 설계기술을 확보해 새로운 패러다임의 반도체 시장 선점 및 팹리스 경쟁력 강화를 하겠다는 계획이다. 특히 AI·6G·전력·차량용 등 차세대 반도체의 설계기술을 확보하기로 했다.
공정과 관련해서는 선도공정 기술 개발을 통해 파운드리 경쟁력을 강화한다는 계획이다. 현재 초미세화 진입에 따라 원자단위 제어 기술 필요성이 나타났고 초미세화 기술이 물리적 한계에 직면하면서 공정 난이도가 급상승했다는 진단이다. 이에 3nm 이하에서 안정적인 생산성과 신뢰성을 담보한 전공정 기술을 확보하고 반도체 성능 향상을 위한 첨단 패키징(3D 적층, 이종집적) 등 후공정 기술을 고도화할 계획이다.
이원배 기자 lwb21@viva100.com
