첨단 반도체 팹부터 양자팹까지…KAIST-나노종합기술원 `전략적 동맹`

나노종기원, 반도체 팹부터 첨단패키징 인프라 구축
KAIST, 첨단 양자팹 조성..첨단산업 R&D, 공정 등 지원

나노종합기술원 내 반도체 팹 시설에서 연구진들이 반도체 소부장 관련 테스트를 하고 있다. 나노종기원 제공

나노종합기술원 내 반도체 팹 시설 모습.

KAIST와 나노종합기술원이 연합전선을 형성해 KAIST를 '반도체 전·후방 연구개발(R&D) 테스트베드'의 전초기지로 변모시키고 있다. 기존 나노종합기술원의 8인치(200㎜) 나노반도체 팹과 12인치(300㎜) 반도체 소부장 테스트베드 구축·운영 경험을 발판 삼아 300㎜ 반도체 첨단 패키징 인프라를 새로 구축해 국내 유일의 반도체 인프라를 조성한다는 구상이다.

나노종합기술원은 최근 과학기술정보통신부의 '반도체 첨단 패키징 인프라 구축지원 사업-팹 고도화'의 주관기관으로 선정됐다. 이 사업은 올해부터 2029년까지 2단계로 나눠 총 495억원을 투입해 300㎜ 웨이퍼 기반 반도체 첨단 패키징 R&D 인프라를 구축하는 게 목표다. 반도체 첨단 패키징은 AI반도체, 고성능 컴퓨팅, 스마트폰용 프로세서 등에 필수적인 기술로, 반도체 초미세화 기술이 한계에 직면해 반도체 성능을 높이기 위한 대안으로 주목받고 있다. 최근 AI반도체의 필수재인 고대역폭 메모리(HBM)도 첨단 패키징을 통해 개발됐다.

나노종합기술원은 사업 주관기관으로 300㎜ 웨이퍼 기반 RDL(재배선) 제조를 위한 반도체 첨단 패키징 장비와 공정을 올해부터 2026년 12월까지 구축할 예정이다. 이를 위해 삼성전자, SK하이닉스 등 국내외 반도체 기업에서 관련 장비를 들여오는 방안을 검토하는 것으로 알려졌다.

이어 2단계 사업으로 2029년까지 300㎜ 웨이퍼 기반 첨단 패키징 공공 파운드리를 구축해 국내 팹리스, OSAT(반도체 후공정 전문업체), 소부장 기업과 출연연, 대학 등을 대상으로 개방형 R&D 서비스 체계로 운영할 방침이다. 이를 통해 인터포저(중간기판) 제조에 필요한 소부장 국산화를 위한 테스트베드로 활용하고, AI 모듈, 고성능 컴퓨팅 모듈, 차세대 저전력 모듈 등을 개발하는 차세대 반도체 첨단 패키징 R&D 플랫폼으로 확장한다는 전략이다.

나노종합기술원은 KAIST와 함께 양자 산업화 시대를 대비해 국내 최대 규모의 양자 팹 구축에도 힘을 모은다. 과기정통부 '개방형 양자공정 인프라 구축사업'의 주관기관으로 선정된 KAIST와 함께 기존 클린룸과 장비를 활용해 내년부터 양자 공정 개발과 인력양성 등의 서비스를 시작한다. 이후 2031년까지 지하 1층, 지상 2층 규모의 첨단 양자 팹을 새로 구축해 개방형 서비스를 제공할 계획이다.

다만 협소한 부지 공간으로 어려움을 겪고 있다. 하반기부터 첨단 패키징 관련 장비와 인프라를 들여와야 하는데, 공간이 부족한 상황이다. 일단 팹 내부의 일부 장비들을 정리해 확보한 공간을 활용할 방침이다. 현재 같은 건물에 입주해 있는 대전창조경제혁신센터의 이전 추진을 통해 부족한 공간을 추가 마련키로 했다.

박흥수 나노종합기술원장은 "나노종기원을 중심으로 KAIST가 산학연 대상 반도체와 양자분야 R&D, 공정·실증 테스트베드로 새롭게 주목받게 될 것"이라며 "대학, 연구기관, 기업 등이 개방형 체제로 운영되는 팹 시설과 장비 등을 원활히 사용할 수 있으려면 충분한 공간 확보가 시급한 상황"이라고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr