정부 “향후 10년간 AI·패키징·신소자 등 미래 반도체 기술 지원”

국내 스타트업 리벨리온이 제작한 신경망처리장치(NPU) ‘아톰’. 리벨리온 제공.

정부가 D램과 낸드플래시 외에 새로운 메모리 소자 개발을 지원하고, 인공지능(AI) 학습·운영에 필요한 AI반도체 설계 기술도 국산화하기로 했다. 서로 다른 칩을 하나의 반도체로 포장하는 첨단패키징 기술도 확보키로 했다.

과학기술정보통신부는 9일 이 같은 내용의 ‘반도체 미래기술 로드맵’을 발표했다. 반도체 소자·설계·공정 부문의 미래 기술을 정부가 2032년까지 지원하겠다는 게 골자다. 과기정통부는 “반도체 관련 정부 연구개발(R&D) 투자의 중장기 방향과 전략을 담은 청사진”이라고 설명했다.

이종호 과학기술정보통신부 장관이 9일 서울 서초구 엘타워에서 열린 ‘반도체 미래기술 로드맵 발표회’에 앞서 기자들과 차담회를 하고 있다. 과기정통부 제공.

이종호 과기정통부 장관은 이날 로드맵 발표에 앞서 기자들과 만나 “기업들은 가까운 미래에 양산이 담보되는 기술에 집중할 수밖에 없다”면서 “(기업들이 할 수 없는) 중장기적인 미래 기술 전반에 걸쳐 정부가 마중물 역할을 하겠다”고 말했다.

한국은 D램과 낸드, 초미세공정 등의 분야에서는 최고 수준의 기술력을 확보했지만, AI 같은 차세대 반도체 분야는 열위라는 평가를 받는다. 차세대 반도체 분야에서 미국·중국·유럽·일본·대만 등 최고 수준의 국가 대비 2~3년 정도 뒤처졌다는 게 과기정통부의 평가다.

로드맵에 따르면, 정부는 ‘메모리 강국’ 유지를 위해 올해부터 2029년까지 D램과 낸드의 약점을 보완하는 차세대 메모리 소자 핵심 기술 개발을 집중 지원한다.

예컨대 D램보다 속도가 빠르면서도, 전력 공급이 끊기면 정보가 사라지는 D램과 달리 정보가 사라지지 않는 ‘자성체 소자’에 대해서는 2026년까지 소재 및 박막 기술 개발로 안정성과 신뢰성을 확보하고, 이후에는 상용화할 수 있도록 기술을 고도화한다는 전략이다.

로드맵에는 그래픽처리장치(GPU)·신경망처리장치(NPU)·뉴로모픽(인간의 뇌신경망 구조를 모방한 반도체) 등 AI의 훈련·운영에 사용되는 연산장치 기술에 대한 지원 방안도 포함됐다. 대부분의 AI용 서버에 탑재되는 미국 엔비디아의 GPU를 대신할 국산 NPU·뉴로모픽 개발을 지원하겠다는 설명이다. NPU는 2027년까지, 그 다음 기술인 뉴로모픽은 2030년까지 집중 지원키로 했다.

칩을 위로 쌓거나(3D), 서로 다른 칩을 하나로 포장(2.5D)하는 방식으로 반도체 성능을 높이는 첨단패키징 기술 개발에도 향후 R&D 예산을 투입키로 했다. 첨단패키징 기술은 초미세공정의 난이도와 비용이 급상승하면서 여기에 대한 대안으로 주목받고 있는 분야다.

다만 아직 한국의 첨단패키징은 미국·독일·일본·대만 등 최고기술보유국보다 3년 이상 격차를 보인다. 과기정통부는 2030년까지 3D, 2.5D 패키징 기술 개발에 예산을 투입하겠다고 밝혔다.

이외에도 로드맵에는 전력반도체, 6세대(G) 이동통신용 반도체, 차량용반도체 등에 정부의 반도체 R&D 예산을 투입하겠다는 내용이 담겼다. 다만 과기정통부는 향후 10년간 투입할 반도체 R&D 예산 규모 등에 대해서는 밝히지 않았다. 올해 반도체 R&D 지원용으로 배정된 예산은 5635억원 정도다.

과기정통부는 이날 업계·학계·정부가 참여하는 ‘반도체 미래기술 민관 협의체’도 출범시켰다. 민관 협의체를 기반으로 반도체 R&D 지원 방향을 가다듬는다는 전략이다.

이재덕 기자 duk@kyunghyang.com