“유리기판, 가야할 길… 韓반도체 ‘3D 신소재’로 체질 바꿔야”

[K반도체의 미래-소부장에게 듣는다] 박영수 솔브레인 대표
기판 전 공정 소재 유일 직접 생산
“삼성·SK 존재는 소부장에 큰 행운
신소재 연구·대학 인재 양성 절실”

사진=권현구기자

“현재 반도체 호황은 과거의 슈퍼사이클과 질적으로 다릅니다. 피지컬 인공지능(AI)·휴머노이드 로봇·자율주행이 본격화하지도 않았는데, AI만으로 이 정도 수요가 나오고 있습니다. 솔브레인이 유리 기판에 주목하는 이유입니다.”

지난 7일 경기도 성남 솔브레인 본사에서 만난 박영수 대표(62)는 지금의 ‘반도체 붐’을 기술 패러다임 전환에 따른 구조적인 대변환으로 진단하며 이 같이 말했다. AI 등 신기술 등장으로 수요 구조 자체가 바뀌면서 반도체 산업이 평균 3~4년 주기로 호황과 불황이 반복되던 ‘사이클 산업’에서 벗어났다는 얘기다.

솔브레인은 삼성전자·SK하이닉스 등 세계 최고 수준의 반도체 기업에 식각액과 세정액, 전구체 등 핵심 소재를 공급하는 기업이다. 반도체 안에 전기가 새지 않게 얇은 막을 씌워주는 핵심 원료인 테오스(TEOS)를 1992년 순수 국산 기술로 최초 개발한 곳이기도 하다. 박 대표는 삼성전자 종합기술원(현 SATI)과 반도체연구소를 거쳐 2019년 솔브레인 중앙연구소장으로 자리를 옮긴 뒤 지난해 3월 대표이사에 취임했다. 학사로 금속공학을, 석·박사로 재료공학을 전공했을 만큼 소재 분야 전문가다.

솔브레인이 유리 기판 시장에 뛰어든 것 역시 최근 반도체 산업의 급격한 변화와 궤를 같이한다. ‘차세대 기판’으로 불리는 유리 기판은 실리콘 대비 고온의 환경에서도 변형이나 휘어짐이 적고 미세 회로를 정밀하게 구현해 반도체 성능을 크게 끌어올릴 수 있다. 대규모 데이터를 신속하게 처리해야 하는 차세대 AI 반도체 핵심 패키징 소재로 주목 받는 이유다.

박 대표는 “솔브레인은 유리를 깎아내는 식각 공정부터 구리 회로 도금, 표면 연마(CMP)까지 유리 기판 제조 전 공정용 고부가가치 소재를 모두 직접 생산하고 있다. 국내에서 유일하다”고 설명했다. 이어 “유리 기판 개발의 기술적 난도가 높은 건 사실이지만, 반도체 경쟁력 확보를 위해 반드시 가야 하는 길”이라고 덧붙였다.

그가 고부가가치 제품 개발을 강조한 배경에는 빠르게 격차를 좁혀오는 중국 반도체 기술력에 대한 위기의식도 자리한다. 중국 소재 기업은 정제 기술과 반도체 양산 적용 경험에서 국내 업체에 뒤처지지만, 무수불산 등 핵심 원재료를 확보하고 있어 가격과 공급 측면에서 유리한 고지를 점하고 있다. 박 대표는 “반도체 공정에 필수적인 원재료들을 전략적으로 선별해 공급망도 다변화해야 한다”고 목소리를 높였다.

그는 삼성전자와 SK하이닉스라는 세계적 반도체 기업의 존재 자체가 국내 소재·부품·장비(소부장) 업계에는 ‘큰 행운’이라고 평했다. 양사가 과제를 제시하면 소부장 기업들이 경쟁을 거쳐 기술을 개발하고, 양산까지 이어지는 선순환 생태계가 구축됐다는 것이다. 박 대표는 “국내 소부장 기업 전체 종업원 수가 20만~30만명, 삼성전자·SK하이닉스 임직원 수가 11만~13만명이라는 점을 고려하면 반도체 분야에서 인적 동반 성장이 이뤄질 경우 그 파급 효과는 매우 클 것”이라고 했다. 다만 소부장 기업의 체질 개선과 안정적인 공급망 확보가 필수적이라고 단서도 달았다.

1시간30분가량의 인터뷰에서 박 대표는 한국 반도체 산업의 지속 성장을 위한 방안을 제언하는 데 상당한 시간을 할애했다. 초격차 기술 경쟁력을 지켜낼 근본적인 해법으로 ‘신소재 개발’을 수차례 언급했다.

박 대표는 “이미 V낸드(NAND)와 파운드리의 게이트올어라운드(GAA) 구조가 3차원(3D)으로 진화한 데 이어 D램 역시 3D로의 전환을 앞두고 있어 향후 반도체 패키징 핵심 패러다임은 3D가 될 전망”이라며 “그렇게 되면 여러 소재층이 동시에 노출되는 만큼, 공정 전반에서 기존과는 차원이 다른 새로운 소재가 나와야 한다”고 말했다. 이어 “현재 대학의 반도체 인력 양성은 대부분 반도체 소자 분야에 치우쳐 있다”면서 “반도체 개발 로드맵에 맞춰 화학·재료 분야 선행 소재를 선정하고, 이에 맞춘 커리큘럼과 연구로 인재를 육성해 배출해야 한다”고 짚었다. 그는 “한국 반도체가 세계 최정상에 올라서면서 이제는 참고하거나 벤치마킹할 모델도 없다”며 “결국 끊임없이 도전해야 한다. 초심으로 돌아가 치열하게 기술 혁신에 나서야 한다”고 거듭 강조했다.

성남=손재호 박선영 기자 sayho@kmib.co.kr

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