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중국 반도체 굴기에 대응하고 차세대 반도체 연구개발(R&D) 현황을 한 자리에 망라하는 ‘미래반도체소자 원천기술개발사업 2017년 전체워크숍’이 22일 경기도 광주시 곤지암리조트에서 진행됐다.

한국반도체연구조합과 한국산업기술평가관리원(KEIT)이 담당하는 이번 행사는 선순환적 산학R&D 문화를 정착하고 대학의 고급 연구인력 양성을 위해 지난 2013년부터 진행되고 있다. 반도체 시장이 호황이라지만 중국의 반도체 굴기와 함께 정부의 R&D 투자가 크게 줄어든 상황이라 주변 여건이 긍정적이지만은 않다.

미래반도체소자 원천기술개발사업은 37건의 개발과제에 500명 이상의 연구원이 참가해 5년 동안 선순환적 R&D 생태계를 구축, 국내 반도체 산업의 2단계 도약 기반을 마련하는 것이 목적이다. 소자관련기술 설계자산IP) 획득, 전문 인력 채용, 산업과 연계된 미래의 R&D 주제에 대한 선정권, 투자기업 엔지니어에게 개발기술에 대한 모니터링과 방향설정권 등의 혜택도 주어진다.

올해 행사에서는 지난해 연말 추가된 4시 공정분과·소자분과가 추가됐다. 기존 ▲상보성금속산화물반도체(CMOS) ▲차세대 메모리 ▲BEOL(back end of line) ▲차세대 반도체 프로세스Ⅰ·Ⅱ ▲계측&테스트 기술 ▲서킷&시뮬레이션과 함께 시너지 효과가 예상된다. 세부적으로는 고성능 팬아웃웨이퍼레벨패키지(FOWLP), 5나노 이하 차세대 로직 소자 원천소요기술을 비롯해 포밍-프리(Forming-free)·포밍-리스(Forming-less) 저항변화메모리(Re램), 크로스포인트(X) 구조의 어레이 개발, 1T-D램 및 1T-D램 원천기술과 공정 구조 최적화 등이 포함됐다.

X포인트와 산화하프늄(HfO2)과 같은 강유전체(Ferroelectric)를 적극적으로 활용한 것도 특징이다. 강유전체는 말 그대로 강유전성(Ferroelectric)을 가진 재료를 뜻하는데, 외부에서 전기장이 가해지지 않아도 전기적 분극을 유지하는 자성을 가지고 있다. 이런 특성을 이용한 메모리가 D램이다.

강유전체는 독일 연구기관인 프라운호퍼가 HfO2의 강유전성을 발견하면서 2010년 이후 활발한 R&D가 이뤄지고 있다. 이미 상변화메모리(P램), 스핀주입자화반전메모리(STT-M램)이 상용화됐거나 시장에 공급되기 직전이라 이머징 메모리에 대한 준비 과정이 보다 구체화되는 셈이다.

한편 이번 행사에서는 대학의 연구현황에 대한 기업 연구원과의 공동논의를 통해 양산 가능성이 높아질 수 있는 방법이 모색됐다. 인공지능(AI)과 자동차용 반도체와 같은 차세대 먹거리 분야에 대한 주제발표로 기술융합에 대한 이해도가 높아졌다는 평가다.

산업통상자원부는 이번 사업에 대한 추가적인 연구비도 지원했으며 중국의 반도체 굴기에 대항할 핵심 사업으로 확대해 추진한다는 방침이다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr