차세대 지능형 반도체 개발에 10년간 1조원 투자

AI 반도체, 저전력·고성능 신소자, 원자 수준 미세공정 기술 개발

산업부·과기정통부 합동 사업 본격화...올해 891억원 투입

정부가 차세대 지능형 반도체 개발에 10년간 1조원을 투자한다. 인공지능(AI) 반도체, 저전력·고성능 신소자, 원자 수준 미세공정 기술 등 미래 반도체 핵심 기술 확보를 위해서다.

산업통상자원부와 과학기술정보통신부는 오는 20일부터 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업을 공고한다고 19일 밝혔다.

정부는 향후 10년간 총 1조96억원을 투자할 예정이다. 산업부와 과기부가 각각 5216억원(2020~2026년), 4880억원(2020~2029년)을 투자한다. 최근 5년간 연구·개발(R&D) 예비타당성 조사사업 중 1조원 규모를 넘은 해당 사업이 유일하다. 올해 투입분은 각 467억원과 424억원으로 총 891억원이다.

산업부는 차세대 반도체 설계기술과 미세공정용 장비·공정기술 개발을 담당한다.

우선 자동차, 첨단 가전, 의료·바이오, 에너지, 첨단로봇 등 5대 전략 산업과 연계한 시스템 반도체(SoC) 5대 핵심 요소기술을 개발한다.

올해부터 자율주행을 위한 차량 통신용 SoC와 가상현실(VR)‧증강현실(AR) 통합 디스플레이용 SoC 등의 연구 과제를 시작한다. 연구를 마치는 시점에서 초고속 데이터 전송용 SoC·초장거리 상황인지용 SoC, 세계 최고 수준의 고해상도 디스플레이를 구동 SoC 등의 기술을 확보해 세계시장을 선도하는 시스템 반도체 역량을 갖출 계획이다.

공공기관 수요와 연계한 5G 기반 전자발찌용 SoC와 지하 매설시설의 가스 누출 감지를 위한 SoC 등도 연구한다.

장비·공정 분야는 반도체 제조 경쟁력의 핵심인 공정 미세화를 꾀한다.

대표적으로 차세대 메모리·고집적 시스템 반도체 제조를 위한 원자 레벨 증착 장비와 자동 검사 기술과 차세대 고집적 패키지를 위한 열처리 기술, 중성자를 이용한 소프트웨어 에러 검출 기술 등을 개발한다. 세계 최고 수준의 반도체 제조용 10나노 이하 공정 장비와 3D 패키지 장비 기술 확보가 목표다.

사업화로 이어지도록 팹리스 설계 전문기업과 얼라이스 2.0 기업 플랫폼과 협력하고 올해 400억원을 들여 중소기업의 소재·장비를 검증하는 양산성능평가도 강화할 예정이다.

과기부는 AI 반도체 설계 기술과 신소자 기술 개발을 담당한다.

AI 반도체 분야에선 신경망 처리 장치(NPU) 등 인공지능 프로세서와 컴파일러 등의 소프트웨어를 통합한 플랫폼 기술을 개발한다. AI 반도체란 저전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 인공지능 기술(딥러닝 등) 구현에 최적화한 반도체를 말한다.

응용 분야에 따른 서버·모바일·에지 분야별 플랫폼 기술을 개발하고, 산·학·연이 참여하는 '플랫폼 커뮤니티'를 운영해 인공지능 반도체 산업 생태계를 구축하도록 지원할 예정이다.

신소자 분야에서는 기존 소자의 한계 극복을 위한 새로운 초저전력·고성능 소자 개발을 목표로 원천 지식재산(IP) 확보가 가능한 분야를 중심으로 지원한다. 초저전압소자·3차원 집적소자·로직-메모리 융합소자 등 신소자 원천기술 개발에 115억원, 조기 상용화 연계를 위한 집적·검증기술개발에 45억원, 도전적 기초 기술에 14억원을 지원한다.

신소자 원천기술은 경쟁형 R&D 방식을 도입해 단계별 평가를 통해 1단계 연구 마무리 시점(5년 차)에 설계 분야와 공동연구 수준이 가능한 소자기술을 발굴하고, 2단계에는 소자-설계 융합연구로 초저전력 인공지능 반도체를 구현할 예정이다.

최기영 과기부 장관은 "정부의 선도적인 투자와 민간의 역량을 결집해 세계 최고 수준의 인공지능 반도체를 개발하고 반도체 산업에 새로운 붐을 일으켜 우리나라가 인공지능 반도체 1등 국가로 발돋움하도록 지원하겠다"고 밝혔다.

성윤모 산업부 장관은 "메모리 반도체 분야 세계 1위 기술력과 대형 수요기업 보유 등의 강점을 활용하고 차세대 반도체 분야 핵심기술 확보를 집중적으로 지원해 메모리 강국을 넘어 종합 반도체 강국으로 도약하겠다"고 말했다.
 

'차세대 지능형 반도체 기술개발 사업' 개요.[자료=산업통상자원부·과학기술정보통신부]