- 삼성·SK하이닉스 등 산학연 전문가 총출동, K-문샷 반도체 미션 시동

- HBM·극미세 반도체 개발 집중, ‘메모리 중심 컴퓨팅’ 기술 확보

KAIST 연구진이 AI반도체 관련 연구를 수행하고 있다.[KAIST 제공]
KAIST 연구진이 AI반도체 관련 연구를 수행하고 있다.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 정부가 인공지능(AI) 반도체의 고질적인 전력 소모와 성능 한계를 뛰어넘기 위한 차세대 반도체 원천기술 개발에 본격 착수한다. 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 반도체 기업과 대학, 연구기관이 힘을 합쳐 고대역폭메모리(HBM)를 비롯한 차세대 반도체 기술 확보에 나선다.

과학기술정보통신부는 14일 서울 달개비에서 ‘K-문샷 반도체 분야 운영위원회 및 기술위원회’ 출범식을 열고 차세대 반도체 개발을 위한 기술로드맵과 추진 전략을 논의한다고 밝혔다.

K-문샷은 AI와 과학기술을 융합해 국가적 난제를 해결하고 기술혁신을 가속화하기 위한 정부의 연구개발(R&D) 프로그램이다.

12대 핵심 미션 중 하나인 반도체 분야는 일상 속 모든 기기에서 반도체의 성능과 전력 한계를 극복할 수 있는 원천기술 확보를 목표로 한다.

특히 기존 반도체의 연산 구조를 혁신하는 ‘메모리 중심 컴퓨팅’ 기술 개발에 집중한다. AI 연산 과정에서 데이터 이동으로 발생하는 병목현상을 줄이고, 전력 1와트(W)당 처리할 수 있는 AI 토큰(Token) 수를 높이는 것이 핵심이다.

최근 생성형 AI를 넘어 온디바이스 AI와 피지컬 AI로 활용 영역이 확대되면서 반도체의 전력효율과 연산 성능이 국가 AI 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소로 떠오르고 있다.

하지만 기존 반도체는 미세화 기술의 물리적 한계에 직면한 데다 AI 연산량이 급증하면서 메모리 병목과 전력 소비 문제가 심화하고 있다.

이에 정부는 반도체 소자와 공정, 메모리, 패키징, 시스템을 하나로 연결하는 ‘풀스택(Full-stack)’ 기술 개발에 나선다.

구체적으로 반도체 미세화의 한계를 극복할 극미세 반도체와 HBM으로 대표되는 차세대 적층형 반도체 기술을 개발한다. 개별 소자의 성능 개선에 그치지 않고 실제 시스템에 적용해 성능과 전력효율을 검증하는 통합 실증도 추진한다.

이번에 출범하는 운영위원회는 김지영 반도체 프로그램디렉터(PD)를 위원장으로 과기정통부와 한국연구재단, 삼성전자, SK하이닉스, 주성엔지니어링 등 산학연 전문가들이 참여한다.

운영위원회는 반도체 R&D 사업의 기본계획 수립과 변경, 주요 추진사항에 대한 심의·조정을 담당한다.

별도로 구성되는 기술위원회는 핵심기술 로드맵 수립과 세부 연구과제 기획, 연구 진도점검 및 목표관리 등을 지원한다. 연구성과의 산업 현장 적용과 확산을 위한 기술적 검토도 맡는다.

정부는 이를 통해 정책 수립부터 기술개발, 산업 현장 적용까지 유기적으로 연결하고 급변하는 반도체 기술환경과 기업 수요를 연구개발에 반영할 방침이다.

이날 회의에서는 핵심기술의 우선순위와 단계별 개발 목표, 기존 반도체 R&D 사업과의 연계방안, 산업계 수요를 반영한 통합 실증 전략 등을 집중 논의한다.

김성수 과기정통부 연구개발정책실장은 “AI 시대에는 개별 반도체의 성능 향상을 넘어 소자와 메모리, 집적·패키징 기술을 유기적으로 연결해 시스템 전체의 성능과 전력효율을 혁신하는 기술력이 국가 반도체 경쟁력을 좌우하게 될 것”이라고 강조했다.

이어 “산학연 역량을 결집해 미래 반도체 핵심 원천기술을 선제적으로 확보하고, 연구성과가 실제 산업 경쟁력으로 이어지도록 K-문샷 반도체 미션을 체계적으로 추진하겠다”고 밝혔다.


nbgkoo@heraldcorp.com