전 세계 반도체 시장이 인공지능(AI) 확산에 힘입어 빠르게 성장하는 가운데, 어플라이드 머티어리얼즈가 지속가능한 AI 시대를 위한 핵심 기술로 3차원(3D) 아키텍처를 제시했다.
박광선 어플라이드 머티어리얼즈코리아 대표는 28일 여의도 콘래드 서울에서 열린 전자신문 '테크서밋 2026'에서 “반도체 혁신은 기존 2D에서 3D 아키텍처로 바뀌고 있으며, 이러한 혁신은 점점 더 빨라질 것으로 예상한다”고 말했다.
박 대표는 이날 '반도체 및 소재 혁신을 통한 AI 발전(Advancing AI Through Semiconductor and Materials Innovation)'을 주제로 반도체 기술 혁신 방향을 소개했다. 지속가능한 AI 시대를 구현하기 위해서는 △첨단 로직(Advanced Logic) △3D 디램(DRAM) △시스템 통합(System Integraion) 등 세 분야에서 기술적 난제를 극복해야 한다고 강조했다.
첨단 로직 분야에서는 트랜지스터와 배선 구조의 개선을, 메모리 분야에서는 3D D램 구현을 주요 과제로 제시했다. 시스템 통합 분야에서는 칩렛(Chiplet)과 첨단 패키징 기술을 통해 여러 칩을 연결하고 성능을 높이는 것이 중요하다고 전했다. 박 대표는 이들 분야에서 공통적으로 2D 평면 구조를 넘어 3D 아키텍처로의 전환이 진행되고 있다고 진단했다.
박 대표는 3D D램의 중요성을 강조했다. 낸드플래시가 이미 10년 전 2D에서 3D 구조로 전환한 것처럼, D램도 궁극적으로 3D 구조를 통해 기술 혁신을 이룰 것으로 내다봤다. 다만 D램을 수직으로 적층하려면 소재의 특성을 정밀하게 제어하고, 깊은 내부 구조를 균일하게 식각하거나 빈 공간 없이 채우는 등 복잡한 공정 기술을 확보해야 한다.
반도체 시장의 성장 속도도 빨라지고 있다. 앞서 어플라이드 머티어리얼즈는 지난 2020년 글로벌 반도체 시장 규모가 2030년 1조 달러에 이를 것으로 예상했지만, 최근 시장 전망을 업데이트한 결과 올해 9월 기준 이미 해당 규모에 도달했다고 설명했다. AI 확산으로 수요가 늘면서 시장 성장 시점이 당초 예상보다 앞당겨졌다는 설명이다.
기술 혁신을 가속화하기 위한 핵심 과제로는 기업 간 협업을 제시했다. 박 대표는 그 사례로 어플라이드 머티어리얼즈가 이달 미국 캘리포니아주 실리콘밸리에 공개한 '에픽 센터(EPIC Center)'를 꼽았다. 에픽 센터는 반도체 공정 기술과 제조 장비의 공동 연구개발(R&D)을 위한 협력 거점이다. 총 50억달러가 투입된 세계 최대 규모의 연구개발 시설이다. 삼성전자와 SK하이닉스, TSMC 등 주요 반도체 기업을 비롯해 장비 기업과 대학 연구진 등이 참여한다.
박 대표는 “기존에는 아이디어가 상용화에 이르기까지 10년 이상이 소요됐는데, 이제는 이러한 시간을 두 배 이상 줄이는 것이 목표”라며 “이를 위해서는 파트너사들과의 협업이 필수”라고 강조했다. 에픽 센터에서는 소재 연구부터 공정·장비 개발, 모듈 통합과 양산 검증까지 이어지는 과정을 한곳에서 연계해 기술 개발과 상용화에 걸리는 시간을 단축한다는 계획이다.
국내 연구개발 투자도 이어간다. 어플라이드 머티어리얼즈는 경기도 오산에 연구소를 건설 중이며, 오는 2028년 가동을 목표로 하고 있다.
박 대표는 “앞으로 도래할 AI 혁신 가속화를 위해서는 구조적인 기술들이 필요하다”며 “최종적으로는 아웃풋 이노베이션을 통해 고객들을 지원할 예정”이라고 강조했다.
전소연 기자 soyeon@etnews.com
