'전례 없는 불황' K반도체…"고성능 제품 개발로 초격차 수성"

[수원=이데일리 최영지 기자] “그간 전쟁, 불황 정도였다면 단군 이래 이렇게 여러 위기가 한꺼번에 온 적이 있나 싶습니다. 그 중 하나가 지속가능성 추구인데 비용이 더 들더라도 앞으로 가야 할 방향인 만큼 재료 개발 등 탄소배출을 줄이기 위한 방법을 강구하고 있습니다.” (최삼종 삼성전자 메모리사업부 메모리소재기술그룹 상무)

“빅데이터 수요에 대응할 수 있는 고대역폭메모리(HBM) 수요가 늘어나고 있으며 앞으로 이를 뛰어넘는 게임체인저가 개발될 수도 있기에 설계와 공정 한계를 극복하기 위해 재료를 자체개발 중입니다.”(김성수 SK하이닉스 프로젝트리더)

최삼종 삼성전자 메모리사업부 메모리소재기술그룹 상무가 17일 국제반도체재료장비협회(SEMI)가 경기 수원 컨벤션센터에서 개최한 반도체 재료 전문 콘퍼런스인 ‘SMC 코리아’에서 강연을 진행 중인 모습.

메모리반도체와 파운드리(반도체 위탁생산)를 비롯해 반도체 전체 시장이 불황에 빠진 가운데 삼성전자와 SK하이닉스 등 우리 반도체기업들이 재료 개발을 토대로 고성능 제품 개발에 집중하고 탄소배출을 선도하는 게 기술 초격차 수성의 방법이라고 강조했다.

17일 국제반도체재료장비협회(SEMI)가 경기 수원 컨벤션센터에서 개최한 반도체 재료 전문 콘퍼런스인 ‘SMC 코리아’에는 삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체 제조기업뿐 아니라 어플라이드 머티어리얼즈, 램리서치 등 장비기업, 테크인사이츠 등 조사기관 등 13명의 업계 관계자가 참여했다.

“신규소재 개발, 반도체산업 게임체인저”

최삼종 삼성전자 메모리사업부 메모리소재기술그룹 상무는 ‘지속 가능한 자원 활용 및 공급망을 위한 재료 기술 재구상’을 주제로 강연을 진행했다. 그는 “반도체 산업이 고객 관점에서 보면 챗GPT와 AI반도체, 데이터센터 수요가 늘어나는 산업의 형태로 바뀌고 있다”면서도 “리쇼어링에 고금리·고환율, 신흥국 경기침체 등 위기가 산적해있는 데다 RE100 등 지속가능성도 추가된 상황”이라고 했다.

그는 “탄소배출을 줄이기 위해 용수와 전력을 최소화하는 등 반도체산업이 사회에 기여해야 할 일이 많다”며 “반도체에는 수백가지 소재가 들어가는데 GWP(지구온난화지수)가 높고 탄소배출이 많은 상위 5개의 CF계 가스에 대해 모두 대체재를 개발하고 있다”고 했다. 이어 “소재 부피를 줄이는 게 핵심이며 수율이 동일하면 소재 부피를 최소화하는 것을 개발방향으로 삼고 있다”며 “신규소재를 개발하기 위해 단기적으로는 연구비용과 투자비용이 많이 들지만 지속가능성이 앞으로 반도체산업의 게임체인저가 될 것이므로 미리 준비를 해야 한다”고 했다.

김성수 SK하이닉스 프로젝트리더가 17일 국제반도체재료장비협회(SEMI)가 경기 수원 컨벤션센터에서 개최한 반도체 재료 전문 콘퍼런스인 ‘SMC 코리아’에서 강연을 진행 중인 모습.

김성수 SK하이닉스 프로젝트리더는 고성능 반도체를 설계하는 과정에서 소재, 공정 한계를 뛰어넘기 위한 재료 개발에 집중하고 있다고 설명했다.

자사가 주력하는 HBM 제품의 경우 TSV와 MR-MUF 기술을 활용해 D램을 12층으로 쌓아올린 HBM3 24GB 제품을 개발했다고 소개했다. 그는 “HBM 4세대 이후에도 데이터 수요량에 맞게 점프업이 필요한 시점이 있을 것”이라며 “자사와 경쟁사에서 다루는 소재가 새로운 게임체인저가 될 수 있다”고 했다. 소재개발을 위해 공급망 내 파트너 업체들과의 협업과 인재육성이 중요하다고도 했다.

“올 하반기 바닥…내년 반등 기대”

불황이 장기화하는 메모리반도체 시장의 경우 올해 하반기에는 바닥을 짚고 내년 이후 반등이 기대된다는 전망도 나왔다. 최정동 테크인사이츠 수석 기술 연구원은 오전 강연에서 “메모리 가격이 지난해 하반기부터 하락이 시작됐고, 올해 상반기에도 바닥을 찍지 못하는 상태로 지금 파악되고 있다”면서도 “내년에는 계속 수요 증가가 예상돼 다시 한 번 가격 상승과 함께 메모리 제조회사와 장비업체들이 기지개를 펴는 좋은 날이 올 것으로 기대된다”고 했다.

SEMI 역시 올해 세계 웨이퍼 팹 재료 시장이 잠시 주춤한 후 내년 439억달러로 성장할 것으로 예상했다.

김남성 어플라이드머티어리얼즈 부사장은 차세대 트렌지스터 구조인 ‘GAA(Gate-All-Around)’ 기술 관련 발표를 통해 향후 해당 공정의 발전가능성을 강조했다. GAA는 삼성전자가 세계 최초로 3나노 공정에 도입한 기술이다.

김 부사장은 “GAA 기술은 현재 주력 핀펫(FinFET) 구조가 물리적 한계에 도달함에 따라 각광받는 유망 솔루션으로, 전류 흐름을 제어를 개선하고 누설 전류를 줄이다”며 “긴밀하고 능동적인 협력을 통해서 계속 발전할 것”이라고 내다봤다.