정부, 지능형반도체 개발에 10년간 1조 투자

과기정통부·산업부, 지능형반도체에 2020년 891억원 등 10년간 1조원 투자

최기영 과학기술정보통신부 장관/사진=강민석 기자

정부가 차세대 지능형 반도체 개발을 위해 앞으로 10년간 약 1조원을 투자하는 범부처 합동 국가 R&D(연구·개발) 사업에 나선다. 이를 통해 AI(인공지능) 반도체와 주력산업용 첨단 반도체, 저전력·고성능 신소자, 원자 수준의 미세공정 기술 등을 국산화한다는 목표다.

과학기술정보통신부(이하 과기정통부)와 산업통상자원부(이하 산업부)는 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업 착수를 위한 과제 기획을 완료하고 20일부터 다음달 28일까지 40일간 사업공고를 시행한다고 19일 밝혔다. 이 분야에 올해부터 2029년까지 과기정통부가 4880억원, 산업부가 5216억원 등 총 1조96억원을 투자한다. 최근 5년간 R&D 예비타당성 조사 사업 중 규모가 1조원이 넘은 사업은 이 사업이 유일하다.

구체적으로 올해에는 AI 반도체 설계 기술·신소자 기술 개발에 과기정통부가 424억원, 차세대 반도체 설계 기술과 장비·공정 기술 개발에 산업부가 467억원을 지원, 총 891억원을 출연한다.

AI 반도체 설계 기술 분야에서는 AI 프로세서, 초고속 인터페이스, 컴파일러 등 소프트웨어를 통합한 플랫폼 기술을 개발한다. AI 반도체는 저전력으로 대용량 데이터를 신속하게 처리해 딥러닝 등 AI 기술 구현에 최적화된 반도체를 말한다. 과기정통부는 “응용분야에 따라 서버·모바일·에지 분야별 플랫폼 기술을 개발하고 세계 최고 수준의 연산성능과 전력효율을 가진 인공지능 프로세서 등 글로벌 시장을 선도하는 혁신기술을 확보할 계획”이라고 설명했다. 개발된 플랫폼 기술은 반도체 설계전문기업 팹리스 등이 다양한 제품 개발·검증에 활용할 수 있게 해 AI 반도체 개발에 필요한 기간과 비용을 절감한다는 계획이다.

신소자 분야는 기존 소자의 한계 극복을 위한 초저전력·고성능 소자 개발을 목표로, 원천 IP 확보가 가능한 분야를 중점 지원한다. 이를테면 초저전압소자, 3차원 집적소자, 두뇌모사 소자 등 다양한 원리의 신소자 원천기술 개발에 115억원, 개발된 기술의 조기 상용화 연계를 위한 집적·검증기술개발에 45억원, 도전적 기초기술에 14억원을 지원한다.

신소자 원천기술의 경우 경쟁형 R&D 방식을 도입, 단계별 평가를 통해 지속 지원 여부를 결정한다. 과기정통부에 따르면 5년차인 1단계 연구 마무리 시점에 설계 분야와 공동연구 수준이 가능한 소자기술을 발굴하고, 2단계에는 소자-설계 융합연구를 통해 초저전력 AI 반도체를 구현할 예정이다.


차세대 반도체 설계를 위해서는 자동차, 첨단 가전, 의료·바이오, 에너지, 첨단로봇 등 5대 전략 산업 및 공공 수요와 연계해 시장에 필요한 시스템반도체(SoC) 설계기술을 개발한다. 관련하여 안전한 자율주행을 위한 다종 신호처리 및 보안 기능이 강화된 차량 통신용 SoC, 자가 화질 개선 및 AR·VR(증강·가상현실)을 위한 통합 디스플레이용 SoC, 5G(5세대 이동통신) 기반 범죄예방을 위한 전자발지용 SoC, 지하 매설시설 가스 누출 감지를 위한 SoC 등의 과제가 올해부터 시작된다.

미세공정용 장비·공정 기술 분야에서는 반도체 제조 경쟁력의 핵심인 공정 미세화를 위한 미세공정용 장비·부품 기술을 개발한다. 대표적으로 차세대 메모리, 고집적 시스템반도체 제조를 위한 원자 수준 증착 장비 및 자동 검사 기술, 차세대 고집적 패키지를 위한 열처리 및 중성자에 의한 소프트웨어 오류 검출기술 등을 개발한다.

정부는 “사업 종료 시점에는 세계 최고 수준의 반도체 제조용 10나노 이하 공정 장비와 3차원(D) 입체 패키지 장비 기술 확보를 통해 반도체 산업 전반의 경쟁력 강화를 뒷받침하게 될 것”이라고 말했다.

최기영 과기정통부 장관은 “인공지능 반도체는 AI 시대 글로벌 주도권 경쟁의 핵심이자 격전지”라며 “아직 압도적 강자가 없는 산업 초기 단계이므로 한발 앞서 핵심기술을 확보한다면 세계시장을 선도할 수 있는 기회를 잡게 될 것”이라고 강조했다.