<자막 원문>
한: 오늘 큐알티의 김기석 전무님. 기술 연구 소장직을 맡고 계신 김기석 전무님 모셨습니다. 안녕하십니까?
김: 안녕하세요.
한: 자꾸 광고 드려서 죄송한데요. 저희가 5월 26일부터 28일까지 3일간 자동체 반도체 빅 트렌드 콘퍼런스를 개최합니다. 김기석 전무님도 그쪽 관련해서 발표하시고 저랑 짧게 인터뷰를 하려고 나오셨는데 국내 대기업들, 상장사들 많이 나와서 여러 가지 자동차 반도체와 관련된 전략을 발표하니까 관심 가져주시면 고맙겠습니다. 전무님, 전공이 물리학이시죠? 물리학 박사님이시죠? 중성자가 뭡니까?
김: 가장 큰 건 중성이라는 겁니다.
한: 중성이다?
김: 네. 우리가 물질을 보게 되면 전기를 띈 물질과 전기를 띄지 않은 물질이 있는데 중성자는 전기를 띄지 않은 물질입니다.
한: 전기를 띄지 않은 물질이다? 그거 처음 발견하신 분이 노벨상도 받으셨죠?
김: 네, 그렇죠.
한: 중성자라는 것이 반도체에도 영향을 미친다?
김: 그렇죠.
한: 우주에서 지구로 뚫고 들어오는 거 아닙니까? 근데 그게 반도체에 닿으면 얘가 에러를 유발할 수도 있습니까?
김: 그렇죠. 그니까 고에너지 중성자 같은 경우에 얘네들이 반도체랑 부딪히게 되면 또 다른 아이온 등을 만들어 내게 되고 아이온 등이 실리콘하고 반응을 하게 되면 전자하고 전공들로 쌍을 만들어 냅니다. 전자하고 전공이 쌍이 생기게 되면 전자가 무더기가 생긴 거잖아요? 전자들이 어디론가 가야 되죠? 이 전자들이 가게 되면 그동안의 갖고 있던 정보들이 전자에 의해서 왜곡이 되겠죠.
한: 뭐가 바뀐다는 얘긴가요?
김: 그렇죠.
한: 우리가 디지털이라고 하면 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 이렇게 하는데 0이 1이 될 수도 있고 1이 0으로 될 수도 있고. 그러면 오작동을 일으킨다는 얘기네요?
김: 그런 거죠.
한: 그게 소위 얘기하는 소프트 에러라는 건데, 이게 자동차나 비행기 같은 데에도 반도체가 다 들어가지 않습니까? 근데 과도하게 많이 들어오면 문제 생길 수도 있겠는데요? 사고가 크게 날 수도 있겠는데요?
김: 실제로 생겼던 일이 토요타(TOYOTA)에서 한동안 급발진 문제로 토요타의 주가하락, 실 배상금도 제가 알기론 2조 4,000억 원인가 하여튼 들었던 것 같은데 배상금을 물었던 게 거의 소프트 에러로 판명이 났고요. 그 소프트 에러가 발생한 게 얘가 결국은 1과 0이 오동작하는 것은 자동차가 서라를 갖다가 가라로 바꿔버린 거거든요. 그럼 가는 거죠.
한: 그럼 쭉 가는 거죠. 사고 나는 거죠.
김: 차를 박을 수도 있고 남의 집을 뚫고 들어갈 수도 있고 그런 거죠.
한: 제가 지금 땅바닥 위에 서 있어요. 사람이 일반적으로 서 있는데 중성자가 계속 떨어지고 있는 겁니까?
김: 그렇죠.
한: 그게 어느 정도나 떨어지는 겁니까?
김: 우리가 얘기할 때 뉴욕 해수 표면에서 보통 한 시간 동안 13개 떨어진다고 합니다.
한: 한 시간 동안 13개요?
김: 그런데 얘가 높은 지역에 사는 예를 들어서 산악 지대 사는 그런 분들은 좀 더 많이 맞겠죠. 그분들은 2~3배 더 맞고 이렇게 되겠죠.
한: 사람 기준으로? 사람 기준으로 13개를 맞는다?
김: 사람 기준이 아니라 제곱센티미터죠. 그럼 사람은 몇천 개가 되겠죠.
한: 그렇겠네요. 반도체도 어쨌든 면적이 꽤 되지 않습니까? 그럼, 계속 받는다는 얘기네요? 몇 개 받는지는 모르겠지만 일정하게는 중성자를 계속 받아낸다는 얘긴데 그럼 소프트 에러가 생길 수 있다는 거 아닙니까? 가능성이 모두가 다 있다는?
김: 다 있고 결국은 판단하는 건 결국은 어떤 제품은 생기고 어떤 제품은 안 생긴다. 그게 기술이 될 거고요. 바꿔 얘기하면 1과 0이 바뀌기 위해서 필요한 전하량들이 있을 거예요. 전하량보다 중성자가 만들어 내는 아까 말씀드렸던 전자들의 양, 전공의 양 등이 더 많아지게 되면 1이 0으로 바뀐 거고 그런데 임계치가 더 높으면 적게 만드는 거고 임계치가 낮으면 많이 만드는 거고 그래서 대표적인 예를 든다면 디램(DRAM) 같은 경우에 보게 되면 우리가 기술이 축적되더라도 리프레쉬 특성 때문에 캡을 갖다 일정하게 유지하고 있잖아요? 그렇기 때문에 캡 양이 잘 안 바뀌거든요. 그러니까 디램 같은 경우에는 기술이 발전함에 따라서 오히려 소프트 에러가 발생률이 낮아져요. 왜냐면 임계전압이 크니까. 그러니까 아까 대표님이 정확하게 말씀 주신 것처럼 단위 면적 단위이기 때문에 기술이 발전하면 면적이 줄 거든요. 그럼 중성자가 맞을 확률도 주는 거죠. 근데 캡은 일정하게 유지하고 있으니까 얘가 중성자에 의한 소프트 에러 발생 확률이 낮아지겠죠. 그런데 에스램(SRAM) 같은 경우에는 디램이 10피트 정도 되면 에스램 같은 경우에는 그것보다 100피트 정도 많게 몇백 피트 배 정도가 되는 그런 소프트 에러를 발생시키는 이유가 걔는 그만큼 중성자에 의해서 발생하는 전하에 의해서 정보가 바뀔 확률이 더 높습니다. 그래서 제품마다 달라요.
한: 제품마다 로직, 전력 반도체, 메모리 다 다르다는 얘기인 거군요. 그러면 중성자가 반도체에 영향을 미친다고 했을 때 저희가 PC나 스마트폰 같은 경우는 에러 일으킵니까? 껐다 켜면 되는데 차 이런 거는 엄청나게 문제가 될 수도 있겠네요. 목숨하고 걸려 있으니까.
김: 그렇죠. 그걸 반영한 게 차량용 반도체에 우리가 제품 만들 때 따라야 하는 플로우 기준이 있습니다. 그게 모두 아시는 ISO 26262이라는 표준화를 따라서 개발하려고 하는데 그 표준에서도 2018년도 12월에 소프트 에러를 갖다가 꼭 평가해서 대책이라도 갖고 오라고 응원(?)해놓은 이유가 생명하고 직결되기 때문에.
한: 그게 세컨드 에디션에서 주로 들어온 내용이죠? 그 내용 안에 소프트 에러의 특정에 대한 내용도 들어가 있습니까?
김: 네, 의무화해놨습니다.
한: 그럼 자동차 반도체 하는 사람들은 다 측정을 해야 된다는 얘기네요?
김: 그렇죠.
한: 그니까 칩을 설계할 때 우리가 소프트 에러를 일으킬 수 있는 뭔가 확률 같은 거 다 계산을 해야 된다는 얘기네요?
김: 그렇죠.
한: 그게 확률을 계산해야 하고 어느 정도 수준 이하여야 된다는 가이드라인이 있습니까? 그 안에?
김: 보통은 얘기하는 게 10피트 미만 정도 얘기하고 있고요. 피트(fit)라는 게 뭐냐면 10의 9승 시간 동안에 발생할 확률을 말하는데 그게 10의 9승 시간 동안 10배 미만의 발생 확률을.
한: 10의 9승. 제가 수학을 잘.
김: 10억 시간.
한: 10억 시간이요? 10억 시간에 몇 개요?
김: 10개 미만이라고 생각하시면 되는데.
한: 10억 시간당 10개 미만에 소프트 에러가 발생.
김: 네, 메가비트 당. 근데 그게 그렇게 큰 숫자가 아닌 게 기술이 발전 못 해서 실제 용량이 커지고 있잖아요? 그럼 실제로 우리가 메모리 하게 되면 우리가 메가비트, 기가비트 하잖아요. 그것도 10억이에요. 그러니까 그렇게 큰 숫자는 아닌 거예요.
한: 그니까 반도체 칩 하나당 10억 시간이라는 얘기?
김: 그렇게 보게 되면 보통 반도체 칩 단위로 치게 되면 대략적으로 기준을 그렇게 표현하는 게 메가비트 당. 이렇게 표현을 하거든요. 그렇게 되니까 얘가 실제로 기가비트면 그게 1,000배가 되는 거고 실제로 보게 되면 에스램 같은 경우에는 칩 당 우리가 시중에 팔게 되는 게.
한: 그러니까 그게 용량으로 보면 메가비트 당. 죄송합니다. 제가 잘 못 알아들어서 메가비트 당. 그렇다고 하면 용량 커지네 또. 그렇게 긴 시간은 아닌데 그러면 10억 시간 메가비트 짜리 10억 시간이 든 시간을 좀 줄여서라도 10억 시간, 1억 시간, 1000시간. 이렇게 테스트를 계속할 순 없잖아요. 어떻게 해야 됩니까?
김: 그래서 많이 쓴 게 아까 말씀드린 것처럼 이걸 갖다가 가속 테스트를 해야 되는데 중성자를 갖다가 가속 테스트를. 우리가 일반적인 반도체들은 가속 테스트한다 보면 온도를 올리면 좀 더 열하 될 거고 온도를 올린다든지 이런 얘기들을 하는데 중성자는 가속할 수 있으면 중성자를 더 많이 만드는 수밖에 없거든요.
한: 그럼 10억 시간 동안 해야 될 것을 맞을 것을.
김: 한꺼번에 많이 맞죠.
한: 한꺼번에 100분의 1, 1,000분의 1로 줄여서 한다는 얘기군요? 가속 시설에 가서 그렇게 해야 됩니까?
김: 그렇죠. 그렇게 만들어지는 중성자 가속 시설이 있어야 하는 겁니다.
한: 한국에 있습니까?
김: 한국에는 현재 그걸 만족해야 하는 게 자연에 있는 중성자와 같은 특성이 돼 있는데 자연에서의 중성자가 대략적으로 1000메가 일렉트론볼트, 10000기가 일렉트론볼트 미만이거든요. 1기가 일렉트론볼트 미만이니까 굉장히 고에너지죠. 근데 국내에서 존재한 중성자 가속기는 25메가 일렉트론볼트가 최고입니다.
한: 1기가가 필요한데 25메가라고 지금 가진 게 그럼 그거론 못 하겠네요?
김: 그렇죠.
한: 그럼 예를 들어서 차량용 반도체를 생산하는 기업들은 테스트 어디서 합니까?
김: 그러면 본인들이 만든 걸 들고 가서 해외 대변할 수 있는 가장 대표적인 게 미국 트라이던트, 그다음에 러시아 등등의 가속 시설이 있습니다. 거기 가서 평가를 해와야 합니다.
한: 평가하는 방법은 그냥 칩만 들고 가면 되는 거예요?
김: 아니죠. 실제론 가속 시설에서 평가하려면 아까 말씀드린 것처럼 중성자가 가속했던 건 양이 많다는 거죠. 양이 엄청 많다는 건 죽는다는 소리죠. 칩이 죽을 수도 있고 사람이 죽을 수도 있고요. 그러면 바꿔 얘기하면 측정 장비가 죽는다는 소리거든요. 측정 장비가 중성자 가속기 내에서 손상을 안 받도록 만들어야 하죠. 그러면 거리를 띄어야 하고 원격으로 조절을 해야 되고 하는 또 다른 측정 장비의 변형이 필요합니다.
한: 그럼 기존에는 그런 장비들이 없는 거로 제가 알고 있는데 개발하시고 있는 거로 알고 있는데 그전에는 어떻게 했습니까? 그냥 개발 도구 들고 가서 갖다 놓습니까?
김: 그렇게 하게 되면 대부분 그냥 갖다 놓으면 죽어서 테스트를 못 할 거고 그럼 전문성이 있는 몇몇 업체가 있습니다. 그런 데에다가 의뢰하게 되면 그런 데에서는 거기에 전문인력이 있으니깐 거기서는 우리가 의뢰한다고 해서 니네거 가져갈게 할 수 없는 게 가속 시설도 예약해야 되거든요. 가속 시설에 대해서 예약을 해놓고 여러 나라에서 의뢰된 제품들을 모읍니다. 모아서 그다음에 거기서 그 제품에 대한 정보를 다 받아요. 너희 제품이 이러니깐 우리는 이렇게 변형해서 테스트를 할 거라고 변형하는 작업에 또 들어가겠죠. 그러면 취합하는 시간이 있어야 하고 취합하고서 그걸 다시 변형하는 시간이 있어야 하고 그리고 그때가 돼지만 가속 시설에 가서 테스트를 할 수가 있어야 되니 일반적으로 보게 되면 9개월에서 1년 정도의 피드백 타임이 들어가요.
한: 시간도 오래 걸리고 돈도 많이 들겠는데요. 이 얘기를 하기 위해서 쭉 길게 왔는데 관련된 테스트 장비를 만들고 계시잖아요? 물론 가속 시설은 한국에 없지만, 한국에 있는 대기업이나 매출액 수백억 원 하는 팹리스 기업들. 이런 기업들은 칩 나오고 나면 테스트를 해야 하는데 그 장비가 나오면 직접 사서 할 수 있는 겁니까? 우리가 가서?
김: 지금 목표는 이 장비만 있으면 특화돼 있으니까 그다음에 시설만 예약해서 가서 테스트할 수가 있는 거겠죠.
한: 그 장비의 형태는 어떻게 돼 있습니까?
김: 저희가 그 장비가 가장 큰 요건은 뭐냐면 다양한 제품을 갖다가 평가할 수가 있잖아요. 사실은 국내에도 많은 반도체 회사들인데 각 반도체 회사들이 저희 장비의 모듈만 갖다 꼽게 되면 평가할 수 있어요. 가속 시설을 평가할 수 있는 모듈형 시스템 제품을 만들려고 하고 있고요. 그다음에 형태는 그렇게 모듈형으로 돼 있고 실질적으로 보장이 돼야 하는 게 중성자에 의해서 손상이 적게 되도록 시스템이 개조되어 있어야 해요.
한: 그건 언제부터 개발하시는 겁니까?
김: 현재 개발을 지금 하고 있고요.
한: 테스트도 일부 해보셨죠?
김: 일부 했죠.
한: 가속 시설 직접 가서 테스트.
김: 작년에 12월에 5주 동안 격리를 통해서.
한: 가서 격리 2주해야 되고 올 때도 격리 2주 해야 되고 가서 또 실험 일주일 했는데 5주간 격리를 하셨군요. 고생하셨네요. 제가 말씀 들어보니까 그게 나오면 일단 가속 시설에 대한 건 국가적인 인프라에 대한 문제니까 한국에도 생기면 좋을 텐데 생기면 어쨌든 그거 갖고 우리가 가서 일상적으로 할 수 있게 된다는 거군요? 기존에는 그럼 진짜 돈하고 시간이 많이 들었겠네요?
김: 그렇죠. 일단 시설 사용비도 크지만.
한: 그니까 그게 비용이 대략 얼마나 듭니까? 만약에 제가 시스템반도체 만드는 회사고.
김: 만약에 소프트웨어 개발 제품을 하나 한다고 치면 보통 1억 원 정도는 들 겁니다.
한: 1억 원이요?
김: 네, 평가만 하는데.
한: 그럼 한 번 해서 괜찮게 나왔다면 한 번 해서 말면 되지만, 잘 안 나왔다면 여러 번 또 해야겠네요?
김: 그렇죠.
한: 자동차 반도체 참 어려운 분야입니다. 이게 나오게 되면 그래도 나가서라도 좀 편하게 하게 될 텐데 한국에 그런 가속 시설은 좀 계획이 있습니까? 정부나 이런 곳은?
김: 현재 해외 가속 시설은 저희 거가 아니잖아요. 결국은 그 가속 시설에 의존해야 되기 때문에 이 의존성은 한국 반도체가 극복해야 할 문제라고 생각하고요. 그러면 아까 말씀드린 것처럼 엔드 커스터머(end customer)한테 제출해야 하는 보고서가 아니고 개발할 때 쓰는 내용이라고 하면 이 정확도가 100%일 이유는 없죠. 이 제품이 90% 정도의 정확도만 있다고 하고 내가 개발하고 있는 제품이 좋아, 나빠. 그 정도만 돼도 우리가 상당한 도움을 받을 거라고 생각이 듭니다. 그래서 지금 개발하고 있는 제품은 국내 시설에서도 그 정도의 정확도를 가지고서 소프트 에러를 평가할 수 있는 측정 장비를 개발하고 있습니다.
한: 그정도 가속 1기가짜리 에너지가 안되는 시설에서도?
김: 현재는 시설을 만들 순 없고요. 시설은 수조 원 대드니까 그 시설을 만들 수는 없고 우리가 필요한 건 그정도의 자연 방사선과 비슷한 특성을 갖다가 유추해내면 되거든요. 다시말해서 대등한 조건을 계산할 수 있을 정도면 되는거거든요.
한: 말하자면 가속 증폭이라고 해야 됩니까?
김: 변환기죠, 일종의. 변환기가 있어야 되는 건데 그 변환기가 하드웨어와 소프트웨어가 같이 있어야 되는 거죠.
한: 전무님, 그거 좀 빨리 나오면 좋겠습니다.
김: 사실은 저희들도 사명감을 갖고 하고 있습니다. 이게 개발되면 국내 반도체 회사들이 많은 도움을 받을 거라고 기대를 하고 있고요. 지금까지는 정량적으로 평가도 어려웠던 사항이거든요. 가속시설의 장비를 갖다가 최적화하기도 일반 개발 회사에서는 어렵고 그다음에 개발한다고 하더라도 국내 시설이 해외 시설과 너무 차이가 나기 때문에 이게 좋은건지 나쁜건지 도대체 내가 이정도면 되는거야 아닌거야 판단을 못하겠는데 저희들이 개발한 장비가 상용화 된다고 하면 그부분에서 국내 반도체의 개발에 일조를 할 수있다고 자부심을 갖고 일하고 있습니다.
한: 오늘 여기까지 하겠습니다. 전무님 고맙습니다.
김: 감사합니다.
