정부가 인공지능(AI) 반도체 분야의 '탈 엔비디아'를 추진하고 경쟁국과 비교해 뒤진 우리나라의 반도체 패키징 기술을 끌어올리기 위해 6775억원 규모의 국가연구개발(R&D) 예산을 투입하기로 했다.

과학기술정보통신부는 26일 열린 '2024년 제5회 국가연구개발사업평가 총괄위원회에서 ‘반도체 첨단패키징’, ‘AI 반도체를 활용한 K-클라우드 개발’ 등 2개 사업이 예비타당성 조사를 통과했다고 발표했다.

과기정통부가 추진하는 AI 반도체를 활용한 K-클라우드 기술개발 사업은 AI 개발에 사용되는 엔비디아의 그래픽 처리장치(GPU)를 대체하기 위한 사업이다.
저전력·고효율 국산 AI 반도체 기반 데이터센터 핵심기술을 개발하고, 지속 가능한 AI 컴퓨팅 인프라를 확보하는 것이 핵심이다.
총사업비 4030억원이 투입되며 2025년부터 2030년까지 6년간 진행된다.

이미 예타를 거쳐 진행 중인 차세대지능형반도체기술개발 사업과, PIM인공지능반도체핵심기술개발 사업에서 개발한 NPU(Neural Processing Unit)와 PIM(Processing-In-Memory) 반도체를 연계 활용할 계획이다.
과기정통부는 사업이 종료되는 2030년에는 시장에 출시된 유사 AI 컴퓨팅 시스템 중에서 학습성능효율과 추론 소모 에너지효율을 기준으로 세계 3위 이내, 실제 국내 클라우드에 동 사업 개발 기술 20% 이상 활용을 목표로 제시했다.

과기정통부는 이를 통해 메모리 반도체에 편중된 국내 반도체 산업의 시스템 반도체 경쟁력을 제고하고, 국산 AI 반도체 활용 확산과 수출 확대에 기여할 것으로 기대하고 있다.

세계 각국은 전력·효율·성능 면에서 기존 GPU를 능가하는 지능형 반도체 개발 경쟁을 벌이고 있다.
우리나라도 지난 4월 25일 국가과학기술자문회의 전원회의에서 ‘AI-반도체 이니셔티브(안)’을 통해 AI 반도체 개발을 통한 메모리 혁신, AI 반도체 고도화와 연계한 AI 서비스 실증 등을 발표한 바 있다.

산업부가 제출한 반도체 첨단패키징 선도 기술개발사업은 총사업비 2744억원을 투입해 2025년부터 2031년까지 7년간 추진된다.

‘반도체 첨단패키징 선도 기술개발사업’은 기술 진보가 가속화되고 있는 반도체 첨단 패키징 분야 기술개발을 지원하여 반도체 집적도 한계를 극복하고, 세계 첨단 반도체 공급망 내 기술 경쟁 우위를 확보하는 것을 목표로 한다.
한계에 가까워지고 있는 초미세 공정뿐만 아니라 후공정 분야인 첨단 패키징 선도 기술까지 전방위적 지원이 이루어지게 된다.
최근 5년간 첨단패키징 분야 정부 R&D 투자액 약 650억원의 4배 이상을 투자해 패키징 분야 주요 핵심기술을 확보하고, 향후 차세대 고부가 시스템 반도체 시장에서 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 기대된다.

반도체 패키징은 웨이퍼 형태로 생산된 반도체를 자르고 전기 배선 등을 연결해 전자 기기에 탑재할 수 있는 형태로 조립하는 작업을 말한다.
최근 반도체 공정 미세화를 통한 집적도 향상이 물리적 한계에 다다르면서, 패키징 기술을 통해 후공정 단계의 반도체 성능·집적도를 높이는 방식이 주목받아왔다.

세계반도체 첨단 패키징 시장은 2028년까지 786억달러로 연평균 10% 성장이 전망되나, 우리나라의 후공정 분야 점유율은 10% 미만으로 경쟁국인 대만·미국·중국에 비해 낮은 수준이다.

류광준 과학기술혁신본부장은 “미래 반도체 시장에서 우리나라가 경쟁력을 가지고 우위를 선점할 수 있도록 오늘 예타를 통과한 반도체 분야 두 주요 사업의 차질 없는 추진에 힘써달라”고 당부했다.