​초격차 기술 확보에 국가 역량 총결집...시스템 반도체 '길목' 만든다

소자, 설계, 공정 등 반도체 분야 45개 핵심기술 확보

메모리 반도체 등 우리나라 강점 살려 PIM 분야 선점

패키징 기술 확보해 양산... 시스템 반도체 경쟁력 강화

10년간 기술 선도국 美 추격 그룹내 우위 확보 주력

이종호 과기정통부 장관이 9일 오후 서울 서초구 엘타워에서 열린 '반도체 미래기술 로드맵 발표회'에서 기자들과 만나 질문에 답하고 있다. [사진=과학기술정보통신부]

정부가 반도체 초격차 기술을 확보하기 위해 국가적 역량을 총동원한다. 차세대 반도체 소자를 직접 개발하는 것은 물론, 첨단 산업용 시스템 반도체 설계 원천기술도 확보한다. 초미세 공정과 패키징 등 핵심기술 역시 자립해 양산하는 기반을 만든다.

9일 과학기술정보통신부는 이러한 내용을 담은 '반도체 미래기술 로드맵'을 발표하고, 향후 10년 이내 핵심·원천 기술을 개발한다고 밝혔다. 미국 같은 기술 선도국 추격 그룹(중국·EU·일본·대만 등) 경쟁에서 우위를 점하겠다는 구상이다.

글로벌 기술패권 경쟁이 심화되는 가운데, 세계 각국은 반도체 등 첨단 산업을 국가 안보를 위한 핵심 자산으로 규정하고 있다. 자국 산업을 보호·육성하는 것은 물론, 글로벌 공급망 위협에도 대비하기 위함이다.

우리 정부도 이에 대응해 반도체, 디스플레이, 차세대 전지 등 3대 주력기술에 대한 초격차 연구개발 전략을 마련했다. 이날 발표한 로드맵은 반도체 분야에서 추진하는 전략에서 구체적인 청사진이 될 전망이다.

우선 정부는 소자, 설계, 공정 등 3대 분야를 중심으로 연구개발 방향을 설정했다. △신소자 메모리와 차세대 소자 개발 △AI·6G·전력·차량용 반도체 설계 원천기술 개발 △초미세화·첨단 패키징을 위한 공정 원천기술 개발 등 3대 분야에서 45개 핵심기술을 선정해 10년  집중 지원한다.

소자 분야에선 성능 한계에 다다른 CMOS 소자를 대체하기 위해 실용성 있는 신개념 소자를 개발한다. CMOS의 경우 물리적 한계로 1㎚(나노미터) 이하 공정이 매우 어렵다. 이에 정부는 강유전체, 자성체, 멤리스터 등 미래 소자와 활용 기술을 개발한다. 디램(DRAM), 낸드(NAND) 등 기존 메모리 소자도 신소자로 대체해 성능과 효율을 높인다.

설계 분야에선 AI 반도체, 6G 통신용 반도체, 전력 반도체, 차량용 반도체 등 4대 영역에서 활용될 반도체 개발을 추진한다. 이와 함께 우리나라가 강점을 갖춘 메모리 반도체 분야와 접목해 연산과 저장 기능을 통합한 인메모리 반도체(PIM) 설계 기술도 확보할 계획이다. 특히 차량용 반도체는 AI 가속 기술이나 고해상도 센서 등의 고도화를 우선 추진하고, 오는 2025년부터 집중 지원에 돌입한다.

공정 분야에선 3㎚ 이하 초미세 공정(전공정)을 위한 핵심기술을 개발한다. 또한 이를 통해 만든 여러 개의 반도체 칩을 집적하는 첨단 패키징(후공정) 기술에도 투자할 계획이다. 이는 설계와 양산 역량과도 연계되는 영역이다. 이에 따라 국내 시스템 반도체 경쟁력도 강화할 수 있을 전망이다.

과기정통부는 이러한 로드맵을 바탕으로 향후 우리나라가 가진 메모리 반도체 분야 기술 우위 격차를 유지할 것으로 기대했다. 나아가 시스템 반도체 분야 경쟁력을 강화하는 신격차도 만들어, 국내 반도체 산업 이정표가 될 것이라고 덧붙였다.

이종호 과기정통부 장관은 "정부는 향후 반도체 기술 정책과 사업 방향을 이번 로드맵에 근거해 추진하겠다"며 "반도체뿐만 아니라 디스플레이, 차세대 전지 분야에서도 역량을 결집할 수 있도록 뒷받침할 것"이라고 밝혔다.