"2040년 0.3나노·AI 100배 도약"…반도체공학회, 韓 기술 청사진 발표

반도체 공정 수준이 내년 2㎚(나노미터·10억분의 1m)급에서 2028년 1.5㎚급, 2040년 0.3㎚급 공정으로 발전할 것이란 전망이 나왔다.

반도체공학회는 11일 서울 강남구 그랜드인터컨티넨탈 파르나스 호텔에서 '반도체 기술 로드맵 포럼'을 열어 15년 후 우리나라 반도체 기술 동향과 전망을 담은 '반도체 기술 로드맵'을 발표했다.
반도체공학회는 로드맵 수립을 위해 학회 내에 비전전략위원회를 신설했고, 위원회는 1년에 걸쳐 로드맵을 완성했다.
위원장은 반도체공학회 수석부회장인 신현철 광운대 교수가 맡았다.

반도체공학회는 2040년까지 15년을 내다보는 반도체 기술 미래를 제시하며 ▲반도체 소자 및 공정 ▲인공지능(AI) 반도체 ▲광연결 반도체 ▲무선연결 반도체 등 네 가지 주요 기술 분야의 발전 방향을 공개했다.

반도체 소자 및 공정 기술 분야에서 공정 미세화를 위해 트랜지스터 기술로 LGAA(Lateral Gate-All-Around)와 CFET(Complementary FET), 칩은 3차원(3D) VLSI 기술이 핵심으로 개발돼야 한다고 했다.
이를 통해 반도체의 성능과 효율성을 극대화할 수 있다.
LGAA는 전류 통로를 사방에서 감싸 트랜지스터가 전류를 더 정확히 제어하는 기술을, CFET는 트랜지스터 두 개를 겹쳐 쌓는 기술을 말한다.
3D VLSI은 반도체를 층층이 쌓아 공간을 최대한 활용할 수 있는 기술이다.

AI 반도체 기술 분야에서는 2025년 현재 전력 1W로 초당 10조번의 계산을 처리하는 성능(10 TOPS/W)이 2040년 학습용 반도체의 경우 1000 TOPS/W, 추론용 반도체는 100 TOPS/W까지 발전할 것으로 내다봤다.

광연결 반도체 기술 분야에서는 데이터 전송 속도가 현행 100Gbps/lane에서 2040년 800Gbps/lane으로 증가할 전망이다.
8레인을 통합하면 시스템 간 연결 속도가 6400Gbps에 이를 전망이다.

무선연결 반도체 기술 분야에서도 성능 혁신이 기대된다.
현재 7Gbps 수준인 무선 데이터 전송 속도는 밀리미터파와 배열안테나 기술을 활용해 2040년 1000Gbps까지 발전할 것으로 보인다.

반도체공학회는 "2~3년 후 단기적인 반도체 산업과 기술에 대한 전망이나 5~10년 후 중기적인 반도체 산업과 기술에 대한 전망은 많이 발표됐다"며 "하지만 국가산업이 되어버린 한국에서는 15년 후를 내다보는 장기적인 전망이 절실하다"고 했다.
이어 "인력양성 측면에서 대학생들이 전문가로 성장해 산업을 이끌어가는 시기는 지금으로부터 15년 후"라며 "이들의 양성과 비전 제시를 위해서는 15년 후 장기적인 기술과 산업 예측이 필수"라고 했다.

반도체공학회는 이번 제1회 로드맵 발표를 시작으로 우리나라 반도체 기술의 중장기적인 발전 방향을 전망하고 나아갈 방향을 제시하기 위한 반도체 기술 로드맵을 지속해서 수립하고 발표할 계획이다.