“이제 단일 소자의 미세화라는 무어의 법칙을 넘어 설계(Design), 공정(Process), 패키징(Packaging)을 동시에 고려하는 '코-옵티마이제이션(Co-optimization)'이 필요합니다.”
송재혁 삼성전자 DS부문 최고기술책임자(CTO) 사장은 11일 서울 삼성동 코엑스에서 개막한 '세미콘 코리아 2026' 기조연설에서 인공지능(AI) 시대 반도체 기술 병목 현상의 해법으로 '초연결'을 제시했다. 반도체 생산 과정에서 모든 공정을 동시에 고려한 시스템 전체의 최적화(코-옵티마이제이션)가 필요하다는 제언이다.
생성형 AI에서 에이전틱 AI, 피지컬 AI로 이어지는 AI 발전은 반도체 업계에 새로운 혁신을 요구한다. 대표 사례가 대역폭과 전력 효율이다. 반도체 회로 미세화만으로는 혁신이 제한된다. 2년마다 반도체 집적도가 2배 증가한다는 무어의 법칙을 유지하기 어려워졌다는 의미다.
이 때문에 특정 공정이 아닌 전체 시스템 관점에서 접근해야 한다는 게 송 CTO의 설명이다. 삼성전자가 '메모리-위탁생산(파운드리)-패키징'을 하나로 엮은 '토털 솔루션'을 전면에 내세운 이유다.
송 CTO는 삼성전자의 코-옵티마이제이션 전략도 소개했다. 우선 시스템 반도체에서 성공한 게이트올어라운드(GAA) 등 첨단 기술을 D램과 낸드 플래시와 같은 메모리에도 이식해 파급 효과를 극대화할 계획이다. GAA는 전력 소비를 크게 줄이고 AI 칩의 성능을 끌어올리는 첨단 반도체 제조 기술이다.
또 고객사가 요구하는 '맞춤형 고대역폭메모리(HBM)'을 위해 설계 단계부터 하이브리드 본딩(HCB) 같은 차세대 패키징 기술을 함께 적용한다. 맞춤형 HBM은 가장 밑단에 위치한 반도체(베이스 다이)에 연산 기능을 탑재, 그래픽카드(GPU) 연산 부담을 줄이고 전력 대비 성능을 대폭 키울 방침이다. 모두 기술 분야를 넘나드는 협업과 기술 융합이 전제돼야 실현 가능하다.
이날 SK하이닉스도 '수평적 협업'을 강조했다. 이성훈 SK하이닉스 부사장은 “반도체 생태계 내 소재·부품·장비 업체들도 데이터 경계를 허물고 연구를 공유하는 협업이 필요하다”며 “반도체 산업은 지적재산권(IP) 보호에 대해 굉장히 보수적이지만, 이제는 이 금기를 깨야 한다”고 조언했다.
특히 AI가 도입되는 기술 변곡점 시대에서 금기시됐던 '데이터 공유'를 본격화하는 것이 풀어야 할 숙제라고 부연했다. 그는 “생태계 안에서 AI를 갖고 서로 도울 수 있다면 반도체 개발 기간을 대폭 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.
반도체 연구에 AI 활용도 강조됐다. 이 부사장은 반도체에 쓸 신물질을 탐색하는 과정에 AI를 접목하면 기존 대비 시간을 400분의 1로 줄일 수 있다고 AI 적용 성과를 예로 들었다.
한편, 국제반도체장비재료협회(SEMI) 주최로 13일까지 열리는 세미콘 코리아 2026는 반도체 슈퍼 사이클에 힘입어 인산인해를 이뤘다. 2409개 부스, 550개 업체 전체, 200여명 연사가 참여해 역대 최대 규모를 자랑했다. 관람객 사전등록은 전년(약 7만명) 대비 20% 늘어난 것으로 집계됐다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
