모노리식 3D 반도체, AI·딥러닝 가속화의 ‘주역’

[산업일보]
반도체 시장의 차세대 주자로 모노리식(Monolithic) 3D 기술이 고개를 들고 있다.

미국 항공우주국(NASA)의 한진우 박사는 “모노리식 3D 기술을 갖는 기업이 앞으로의 반도체 시장에서 챔피언이 될 것”이라고 말하며 이 기술은 반도체 시장의 ‘운명’이라고 언급했다.

한진우 박사는 현재 미국 NASA의 차세대 반도체그룹 리더로 백악관 젊은 과학자 대통령상을 수상한 바 있으며, KIAT의 미국 글로벌기술협력지원단(K-TAG)의 일원으로 활동하고 있다.

‘모노리식 3D 반도체 기술 동향 및 전망’이라는 주제로 제1차 글로벌 신산업·신기술 세미나가 7일 한국기술센터 대회의실에서 한국산업기술진흥원(KIAT) 주관으로 개최됐다.

이 자리에서 한진우 박사는 모노리식 3D 기술의 필요성과 중요성, TSV(Through Silicon Via technology) 방식의 3D 반도체와 모노리식 3D 차별성, 시장 도입을 위한 과제 등에 대해 발표했다.


모노리식 3D 기술은 100nm 급의 단결정 실리콘 기판을 이미 공정이 완료된 기판 위에 전사시켜 여러 층의 반도체 회로를 갖는 수직형 반도체로 각 층 사이의 수직 배선을 리소그래피 공정을 통해 구현한다.

한진우 박사는 최근 구글의 데이터 센터 하드웨어 소싱을 총괄하는 운영 이사 Prasad Sabada의 인터뷰를 언급하며 “무어의 법칙은 사실상 종말을 맞은 단계로, 현재 이슈가 되고 있는 클라우드 서비스, 인공지능, 머신러닝을 하려면, 메모리와 데이터가 함께 작동하는 반도체가 필요하고 그러한 해답이 모노리식 3D 반도체라고 생각한다”고 말했다.

한진우 박사는 “모노리식 3D 기술은 우리나라뿐만 아니라 세계적으로도 아직 초기 단계 수준이고, 국제 표준, 불량을 검사는 평가방법, 열 고립 문제, 설계자동화 툴(EDA) 등에 대한 과제를 풀어나가야 하고, 가장 큰 부분은 R&D에 대한 투자비용이 아직 미비한 상황으로 기술에 대한 타당성을 검토하여 적극적인 투자와 관심이 필요하다”고 강조했다. 이어 “혁신을 시도한다면 시장의 주도권을 잡을 것으로 본다”고 말했다.

3D 반도체 기술에 대한 시장 분위기에 대해 한진우 박사는, 아직은 기술을 발전시키기 위해 많은 리스크를 감당하는 것에 조심스러워하는 기업들이 많다. 현재 퀄컴 등의 기업이 투자를 하곤 있지만 아직은 미국, 프랑스 등에서 연구소와 대학, 스타트업을 중심으로 기술 구현이 이루어지고 있는 단계라고 전했다.



한편, 올해 처음 개최된 글로벌 신산업·신기술세미나에 대해 정재훈 KIAT 원장은, “K-TAG을 통해 해외 선진기술동향을 제공하고, 국내 연구자들과 교류의 장을 마련하기 위한 것으로 상시적으로 운영할 계획”이라고 밝혔다.

K-TAG(Korea Technology Advisory Group)은 글로벌기술협력지원단으로, 국내 중소·중견기업의 국제기술협력과 해외 시장진출을 지원하기 위해 KIAT에서 2014년 미국과 유럽에서 발족했다. 해외 우수 R&D기관 소속의 산업기술 분야별 전문가로 구성되어있으며 현재 227명의 전문가 풀을 구성하고 있다.