차세대 지능형 반도체 분야에 올해 891억 원이 투자된다. 앞으로 10년 동안 총 1조 원을 투입하기로 했다. 과학기술정보통신부(장관 최기영)와 산업통상자원부(장관 성윤모)는 이 같은 내용을 담은 ‘차세대 지능형 반도체 기술개발’ 사업 착수를 위한 과제 기획을 완료하고 20일부터 사업공고를 시행한다.

세계 최고 수준의 인공지능(AI) 반도체, 주력산업용 첨단 반도체, 저전력·고성능 신소자, 원자 수준의 미세공정 기술 등 미래 반도체 시장을 좌우할 핵심기술 확보를 위한 범부처 합동 국가연구개발 사업이다.

2020년 정부 출연 891억 원 등 10년 동안 1조 원이 투자될 이번 사업은 소자, 설계, 장비·공정 등 기술개발 전 주기를 아우르고 있다. 과기정통부는 인공지능 반도체 설계기술과 신소자 기술 개발(2020년 424억)을, 산업부는 차세대반도체 설계기술과 장비·공정 기술 개발(2020년 467억)을 담당한다. 그동안 과기정통부와 산업부는 메모리 중심의 불균형적 산업 구조를 극복하고 4차 산업혁명 도래에 따른 미래 반도체 시장의 변화에 대응해 글로벌 경쟁 우위를 확보하기 위해 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업 추진해 왔다.

2017년부터 공동으로 사업 기획을 추진했고 2019년 4월 국가연구개발사업 예비타당성 조사가 통과됨에 따라 관련 기술개발을 위한 재원을 마련했다.

‘차세대 지능형 반도체 기술개발’ 사업의 목표는 ▲미래 수요대응 ▲신시장 선점을 위한 차세대 지능형 반도체 핵심·원천기술 확보 등에 있다. 2029년까지 과기정통부 4880억, 산업부 5216억 등 총 1조96억 원이 투입된다. 최근 5년 동안 연구개발(R&D) 여비 타당성 사업 중 1조 원 규모를 넘은 것은 이번 사업이 유일하다. 주요 내용으로는 ▲전력 소모 감소와 고성능 구현을 위한 미래 소자(과기정통부) ▲연산속도 향상을 위한 설계기술(과기정통부·산업부) ▲미세화 한계를 극복하는 원자단위 공정·장비 기술(산업부) 등이다.

올해 본격적으로 사업 추진을 위해 분야별로 외부 전문가들이 참여하는 과제기획위원회를 구성한다. 산학연 대상 기술 수요조사, 사전 의견수렴 등을 거쳐 분야별 최종 추진 과제를 확정했다.

◆인공지능 반도체 설계기술 개발=인공지능 반도체 제품 완성도, 신뢰성, 활용성을 고려해 인공지능 프로세서(NPU 등), 초고속 인터페이스, 소프트웨어(컴파일러 등)를 통합한 플랫폼 기술을 개발한다. 응용 분야에 따라 서버·모바일·엣지 분야별 플랫폼 기술을 개발하고 세계 최고 수준의 연산성능과 전력효율을 갖는 인공지능 프로세서(NPU 등) 등 글로벌시장을 선도하는 혁신기술을 확보한다는 계획이다.

◆신소자 분야 기술개발=신소자 분야는 기존 소자의 한계 극복을 위한 초저전력·고성능의 새로운 소자 개발을 목표로 한다. 기술 패러다임 전환기에 글로벌시장에서 선도 기술로 채택될 수 있는 원천 IP 확보가 가능한 분야를 중심으로 지원할 계획이다.

초저전력·고성능의 목표 구현을 위한 다양한 원리의 신소자 원천기술 개발에 115억, 개발된 기술의 조기 상용화 연계를 위한 집적․검증기술개발에 45억, 창의적 아이디어 기반 도전적 기초기술에 14억 원을 지원한다.

◆차세대반도체 설계기술 개발=자동차, 첨단 가전, 의료·바이오, 에너지, 첨단로봇 등 5대 전략 산업과 공공 수요와 연계해 시장에서 필요로 하는 시스템반도체(SoC) 설계기술을 개발하는 게 목표이다. 다양한 애플리케이션에 범용적으로 활용 가능한 ▲경량 프로세서 ▲스토리지 ▲센싱 ▲연결과 보안 ▲제어와 구동 등 5대 핵심 요소기술을 개발한다.

◆미세공정용 장비·공정기술 개발=장비·공정 분야에서는 반도체 제조 경쟁력의 핵심인 공정 미세화를 위한 미세공정용 장비·부품 기술을 개발한다. 올해부터 대표적으로 차세대 메모리, 고집적 시스템반도체 제조를 위한 원자 레벨 증착 장비와 자동 검사 기술, 차세대 고집적 패키지를 위한 열처리와 중성자에 의한 소프트웨어 에러 검출기술 등을 개발한다.

사업 종료 시점에는 세계 최고 수준의 반도체 제조용 10나노 이하 공정 장비와 3D 패키지 장비 기술 확보를 통해 반도체 산업 전반의 경쟁력 강화를 뒷받침할 계획이다.

‘차세대 지능형 반도체 기술개발’ 사업의 분야 간 연계, 협력과 민간 중심의 사업 수행 강화를 위해 단일 사업단을 구성해 체계적으로 사업을 관리해 나갈 계획이다. 사업단은 부처별 연구개발 전문기관과 사업 기획․평가․관리 분야별 역할을 분담해 공정성과 전문성을 확보하고 성과관리 등의 효율성도 높일 계획이다.

최기영 장관은 “인공지능 반도체는 AI 시대 글로벌 주도권 경쟁의 핵심이자 격전지로 아직 압도적 강자가 없는 산업 초기 단계”라며 “한발 앞서 핵심기술을 확보한다면 세계시장을 선도할 기회가 존재한다”고 말했다. 최 장관은 “정부의 앞선 투자와 민간의 역량을 결집해 세계 최고 수준의 인공지능 반도체를 개발하겠다”며 “유능한 인재의 유입, 민간투자 촉진 등 반도체 산업에 새로운 붐을 일으켜 우리나라가 인공지능 반도체 1등 국가로 발돋움하도록 지원하겠다“고 덧붙였다.

과제별 기술제안서와 공고문 등 자세한 내용은 정보통신기획평가원(www.iitp.kr/인공지능 반도체 설계 분야), 한국산업기술평가관리원(www.keit.re.kr/차세대 반도체 설계, 장비․공정 분야) 홈페이지에서 각각 확인할 수 있다. 사업설명회는 오는 29일(산업부), 31일(과기정통부) 분야별로 각각 개최된다.