차세대 반도체, 성능↑ 전력↓ 집적도 극대화
IGZO DRAM·3D 스택…반도체 기술 급부상
“더 나은 인류의 삶을 위해서는 협업이 필수”
“미래 반도체 기술은 고대역 고용량 저전력을 통합해 해결할 수 있는 유니버설 테크놀로지에 달려있다.”
삼성전자 송재혁 최고기술책임자(CTO) 사장이 19일 서울 강남구에 있는 코엑스에서 열린 ‘세미콘 코리아’에서 이러한 내용을 담은 기조연설을 발표했다.
송 사장은 이날 ‘인공지능과 반도체, 그리고 인류의 미래’에 대해 진단했다. 송 CTO는 “AI는 앞으로 인간 두뇌를 닮아갈 것”이라며 이를 뒷받침하는 핵심 기술로 반도체의 중요성을 강조했다. 특히 송 CTO는 AI의 역사가 약 80년에 걸쳐 여섯 차례의 변화를 거쳐 왔다고 분석했다. 그는 “다음은 포스트 인공지능 시대”라며 “AI 이후 산업을 주도할 기술로 자율주행, 우주 기술, 퀀텀 컴퓨팅, 휴머노이드 로봇, 바이오 기술 등이 있다”고 설명했다.
특히 AI가 인간 두뇌처럼 저전력·고효율 구조로 진화할 것으로 내다봤다. 이를 실현하기 위해 반도체 기술의 변화가 필수적이라는 설명이다.
이어 송 CTO는 반도체가 AI의 성능을 뒷받침하려면 퍼포먼스(성능)는 높이고, 전력 소비는 줄이는 방향으로 발전해야 한다고 설명했다. 그는 “앞으로 실리콘 공정뿐만 아니라 패키지 프로세스도 더욱 중요해질 것”이라며 “반도체 성능을 극대화하는 고밀도, 고대역폭, 저지연 기술이 필요하다”고 강조했다.
아울러 전력 효율, 성능, 집적도, 대역폭, 지연 시간 등을 해결하기 위한 전략으로 ‘유니버설 테크놀로지(Universal Technology)’를 제시했다. 그가 소개한 대표적인 기술은 3D구조, 새로운 채널, 저저항 , 고급 패키징 본딩 기술등이다.
3D 구조(3D Structure) 반도체는 3D 스택 FET(3D Stack FET), 수직 트랜지스터 D램(Vertical Transistor DRAM) 등으로 집적도 및 성능 향상을 해주는 설계 기법이다. 아울러 새로운 채널(New Channel)에 대해선 2D 소재, 음전하 커패시턴스 FET(Negative Capacitance FET, NCFET) 기술을 꼽았다.
저저항(Low Resistance)기술도 각광 받을 것으로 보인다. 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 산소(O)로 이루어진 산화물 반도체 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)가 대표적이다.
고급 패키징(Advanced Package) 역시 중요성이 부상하고 있다. 공동 패키징 광학(Co-Packaged Optics), 유기 인터포저(Organic Interposer)로 칩 연결을 최적화할 수 있다. 또 본딩 기술로는 하이브리드 본딩을 꼽았다. 칩 통합도 향상 및 신호 손실 최소화를 위한 기술이다.
송 CTO는 이러한 사례 열거를 통해 “반도체 기술이 기존의 미세공정 축소 전략을 넘어서야 한다”며 “유니버설 테크놀로지가 미래 반도체 산업을 주도할 것”이라고 강조했다. 유니버설 테크놀로지는 기술을 한 단위씩 보는 것이 아니라 반도체 성능을 높이고, 전력 소모를 줄이며, 집적도를 높이는 종합적인 기술 전략을 가리킨다.
그러면서 그는 기술 혁신의 궁극적인 목표는 더 나은 삶이라고도 강조했다. 그는 과거 프랑스 루이 14세의 생활과 현대인의 삶을 비교하며 과학기술 발전의 가치를 설명했다. 송 CTO는 “루이 14세는 500명의 하인과 개인 마차를 가졌지만, 의료 수준은 열악했고 평균 수명도 짧았다”면서 “반면, 현대인은 하인은 없지만, 의료 기술과 생활 수준이 크게 향상됐다”고 설명했다.
또 그는 에너지 소비량 증가, 정보 개방성, 집단지성 활용 등을 예로 들었다. 송 CTO는 “과학기술 덕분에 생산성과 효율성이 엄청나게 높아졌다”면서 “앞으로도 인류는 기술 협업을 통해 더 나은 삶을 만들어갈 것”이라고 전망했다. 인류의 미래를 위해선 기술에 대한 협업이 필요하고, 그 기술의 중심에는 반도체가 있다는 설명이다.
