정부가 미래 반도체 시장을 좌우할 핵심기술을 확보하기 위한 범부처 합동 국가연구개발 사업을 올해부터 추진하고, 향후 10년간 1조원을 투자한다.

19일 과학기술정보통신부와 산업통상자원부는 올해 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업 착수를 위한 과제 기획을 완료하고 20일 사업공고를 시행한다고 밝혔다.

양 부처는 메모리 중심의 불균형적 산업 구조를 극복하고, 미래 반도체 시장 변화에 대응해 글로벌 경쟁 우위를 확보해야 한다는 목표에서 2017년부터 공동으로 사업 기획을 추진해왔다.

과기부가 올해부터 2029년까지 4천880억원, 산업부가 올해부터 2026년까지 5천216억원을 출연해 총 1조96억원을 투자한다. 최근 5년간 R&D 예타 사업 중 1조원 규모를 넘은 사업은 이 사업이 유일하다.

올해 인공지능 반도체 설계 기술·신소자 기술 개발에 과기정통부가 424억원을, 차세대 반도체 설계 기술과 장비·공정 기술 개발에 산업부가 467억원을 담당해 총 891억원을 출연한다.

인공지능 반도체 설계 기술 분야에서는 인공지능 프로세서(NPU 등), 초고속 인터페이스, 소프트웨어(컴파일러 등)를 통합한 플랫폼 기술을 개발한다. 인공지능 반도체는 저전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 인공지능 기술(딥러닝 등) 구현에 최적화된 반도체를 말한다.

정부는 "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 강조했다.

개발된 플랫폼 기술은 설계전문기업(팹리스) 등이 다양한 제품 개발과 검증에 활용할 수 있게 하고, 산·학·연이 참여하는 '플랫폼 커뮤니티'를 운영해 인공지능 반도체 산업 생태계가 구축되도록 지원할 예정이다.

신소자 분야에서는 기존 소자의 한계 극복을 위한 새로운 초저전력·고성능 소자 개발을 목표로, 원천 IP 확보가 가능한 분야를 중심으로 지원한다. 초저전압소자, 3차원 집적소자, 로직-메모리 융합소자 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 1단계 연구 마무리 시점(5년차)에 설계 분야와 공동연구 수준이 가능한 소자기술을 발굴하고, 2단계에는 소자-설계 융합연구로 초저전력 인공지능 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.

안전한 자율주행을 위한 다종 신호처리 및 보안 기능이 강화된 차량 통신용 SoC, 자가 화질 개선 및 AR·VR을 위한 통합 디스플레이용 SoC, 5G 기반 범죄예방을 위한 전자발찌용 SoC, 지하 매설시설의 가스 누출 감지를 위한 SoC 등 과제가 올해부터 시작된다.

장비·공정 분야에서는 반도체 제조 경쟁력의 핵심인 공정 미세화를 위한 미세공정용 장비·부품 기술을 개발한다.

올해부터 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 3D 패키지 장비 기술을 확보하게 될 것"이라며 사업 진행과정에서 확보된 장비·공정 기술을 활용한 반도체 설계기술 개발도 지원할 예정"이라고 설명했다.

정부는 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업의 분야별 협력을 강화하기 위해 단일 사업단을 구성하고, 사업단장은 반도체 전반에 대한 지식과 R&D 경험이 있는 외부 전문가로 위촉할 예정이다. 2월 28일까지 사업 공고를 통해 수행기관이 선정되면 4월부터 기술개발에 본격 착수하게 된다.

최기영 과기정통부 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 "메모리반도체 분야 세계 1위 기술력, 대형 수요기업 보유 등 강점을 잘 활용하고, 팹리스 육성, 인력양성 등과 함께 차세대 반도체 분야 핵심기술 확보를 집중 지원해 메모리 강국을 넘어 종합 반도체 강국으로 도약하겠다"고 말했다.

산업팀  press@jeonpa.co.kr

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