“지금은 반도체 산업의 폭탄 돌리기 상황입니다. 각국이 대거 자본을 투자해 기술력을 높이지만, 그 한계가 언제 올지 모르는 거지요. 그 순간이 오는 순간 폭탄이 터집니다.”
홍성철 카이스트 교수는 1일 조선일보 경제부의 유튜브 채널 ‘조선일보 머니’의 ‘테크 명강’ 세 번째 시간에서 ‘인공지능(AI) 반도체 시대를 준비하는 법’에 대해 말했다.
홍 교수는 “현재 AI 반도체 시장에서 돈을 벌고 있는 건 다 ‘1세대 반도체’”라고 말했다. 엔비디아가 게임용으로 만든 반도체가 AI 시장을 독점하는 것도 그 이유라는 것이다. “엔비디아 중앙에는 그래픽처리장치(GPU)가 있고, 주위에 고대역폭 메모리(HBM)가 있어요. HBM은 위로 층을 쌓는 것이지요. 어떻게 연결하느냐 등이 매우 중요해요.”
그는 “현재 AI의 소프트 레벨에서는 성공했다”고 말했다. 현재 이 레벨에서 가장 중요한 건 열을 어떻게 빼느냐, 전력 소모를 어떻게 줄이느냐, 비용을 어떻게 낮추느냐다. 결국 AI는 휴대폰 안으로 들어가야 하기 때문이다. 때문에 AI가 다음 레벨로 가기 위해서는 반도체 자체가 2세대로 넘어갈 수밖에 없다고 말했다.
2세대 반도체는 인간의 ‘뉴런(전기 신호 처리 및 전달)’을 모방하는 형태로 연구되고 있다고 말했다. 이를 ‘뉴로모픽 반도체’라고 한다. 현재 IBM, 인텔, 삼성전자, SK하이닉스 등 글로벌 기업들이 뉴로모픽 반도체 개발에 참여하고 있다.
홍 교수는 “미국과 중국의 기술 패권 전쟁에서 가장 중요한 부분이 반도체 산업, 그중에서도 파운드리(반도체 위탁 생산) 부문”이라고 말했다.
“원래 미국이 파운드리를 일본이나 중국, 한국으로 보냈던 가장 큰 이유는 ‘(얻을 수 있는 이점이) 재미가 없다. 환경 오염 문제도 있다’였어요. 미국에서는 10nm 이하로는 절대 안 된다고도 생각했죠. 그런데 한국 등에서 그 이하로 계속 성공하니, ‘안 되겠다. 다시 가져와야겠다’ 한 거죠.”
홍 교수는 도널드 트럼프 미국 대통령이 ‘인텔’을 다시 파운드리의 승자(위너)로 키우려는 전략은 회의적이라고 말했다.
“전 세계 파운드리 3대장 삼성·인텔·TSMC 중 그냥 뒀으면 TSMC·삼성이 위너인데 미국에서 인텔을 (위너로) 가져오고 싶어하죠. 그래서 미국에 있는 지인들에게 물어봤어요. 어떻게 전망하는지. 다들 이런 (인텔 지원) 정책에 회의적이더라고요.”
홍 교수는 반도체 전쟁도 1nm 정도까지 가면 끝날 것이라고 전망했다. 물리학계에서는 “더 이상 작게 못 그린다. 끝이 분명히 온다”는 말이 나오기 때문이다. 만약 1nm까지 만드는 기술 전쟁이 계속된다면 ‘(그 시장을 독점하고 있는) ASML의 장비로 잘 그릴 수 있느냐’도 질문 거리라고 말했다. 그는 “현재 TSMC는 2nm 때부터, 삼성전자는 3nm부터 이걸 도입했는데 초반에는 수율이 잘 안 잡혀 고생했었다”며 “최근에는 수율이 잘 잡혀 (테슬라·애플 등) 계약이 잘되고 있다”고 말했다.
홍 교수는 미·중이 기술 패권 시대에 파운드리를 자국으로 가져오려는 방침은 바꾸지 않을 것이라고 말했다.
“파운드리를 자기 나라에서 해야 (외부로부터) 휘둘림이 적다고 생각합니다. 엔지니어링 기술이 있어야 하고, 차별적인 소자 공정 기술을 가져야 합니다. 앞으로는 시스템 반도체 기술이 가장 중요해질 것입니다.”
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