삼성·SK하이닉스·주성엔지니어링, 메모리 중심 차세대 반도체 개발 착수

[이데일리 김현아 기자] 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660), 주성엔지니어링(036930)이 메모리 병목과 전력 소비 한계를 넘어설 차세대 반도체 원천기술 확보에 나선다. 인공지능(AI) 연산에 필요한 데이터 처리 효율을 높이는 ‘메모리 중심 컴퓨팅’을 구현하고, 적은 전력으로 더 많은 AI 연산을 수행할 수 있는 기술 개발 방향을 모색한다.

과학기술정보통신부는 14일 서울에서 K-문샷 반도체 분야 운영위원회와 기술위원회를 출범하고, 산·학·연 전문가 20여명과 반도체 미션 및 기술로드맵, 향후 추진 방향을 논의한다고 밝혔다. 세 기업은 위원회에 참여해 산업계의 기술 수요와 개발 방향을 논의한다.

반도체는 AI 인프라 투자 확대와 함께 한국 수출을 떠받치는 핵심 산업으로 자리 잡았다. 2025년 전체 수출의 24.4%였던 반도체 비중은 올해 들어 급등해 9월 49.9%를 기록했다. 월간 수출액도 603억달러로 역대 최대였다.

하지만 AI 연산량이 늘수록 메모리와 프로세서 사이의 데이터 이동이 병목으로 작용하고 전력 소비도 증가한다. 반도체 미세화만으로 성능을 높이는 데 한계가 나타나면서 메모리와 연산 기능을 효율적으로 연결하는 기술이 중요해지고 있다.

K-문샷 반도체 미션은 이런 한계를 넘어설 차세대 반도체 원천기술 확보를 목표로 한다. 메모리 성능을 높여 연산 시스템의 구조를 바꾸는 ‘메모리 중심 컴퓨팅’을 추진하고, 소비 전력당 AI 처리량을 뜻하는 토큰/W(Token/W)를 높이는 데 도전한다.

기술 개발은 극미세 반도체와 고대역폭메모리(HBM) 등 차세대 적층형 반도체를 비롯해 소자·공정·메모리·패키징·시스템을 아우르는 방향으로 진행된다. 개별 칩의 성능 향상에 그치지 않고 시스템 차원에서 기술을 구현하고 검증하는 통합 실증도 추진한다.

운영위원회는 김지영 반도체 프로그램디렉터(PD)가 위원장을 맡는다. 과기정통부와 한국연구재단, 삼성전자·SK하이닉스·주성엔지니어링 등 산업계와 학계·연구계 전문가들이 참여해 관련 연구개발 사업의 기본계획 수립·변경과 주요 추진 사항을 심의·조정한다.

기술위원회는 기술로드맵과 세부 연구과제를 기획하고 개발 진도와 목표를 점검한다. 기술 변화와 산업계 수요를 반영해 정책 수립부터 연구개발, 산업 현장까지 연계를 강화할 계획이다.

이날 회의에서는 핵심기술의 우선순위와 단계별 목표, 기존 반도체 연구개발 사업과의 연계, 산업계 수요를 반영한 통합 실증 방안 등을 논의한다.

김성수 과기정통부 연구개발정책실장은 “AI 시대에는 개별 반도체의 성능 향상을 넘어 소자와 메모리, 집적·패키징 기술을 유기적으로 연결해 시스템 전체의 성능과 전력 효율을 혁신하는 기술력이 국가 경쟁력을 좌우할 것”이라며 “산·학·연 역량을 결집해 미래 반도체 원천기술을 선제적으로 확보하고, 연구 성과가 산업 경쟁력으로 이어지도록 K-문샷 반도체 미션을 추진하겠다”고 말했다.