진행 한주엽 디일렉 대표
출연 박영준 서울대학교 명예교수 | 라이팩 사내이사
-안녕하십니까 디일렉 한주엽입니다. 저희 디일렉은 한국 반도체공학회와 공동으로 「반도체 미래를 그리다」라는 기획을 하고 있습니다. 대한민국 산업의 핵심이자 중추인 반도체 산업의 미래에 대해서 성장 방안에 대해서 모색해보는 시간을 갖고자 합니다. 오늘 네 번째 시간인데요. 박영준 서울대 교수님 모셨습니다. 교수님 안녕하십니까. “반갑습니다.” -교수님 하시는 일들이 너무 많아서 지금 제가 이제 아까 여쭤보니까 라이팩이라는 반도체 스타트업의 기술 이사도 하고 계시고 지능형 반도체 포럼 위원장도 하고 계시고. “반도체공학회 소속.” -반도체공학회의 고문으로도 계시고. 제가 이제 교수님 모시기 전에 약력을 제가 조금 조사를 했는데. 제가 그냥 쭉 읽어드리면 1980년대 미국에서 MIT에서 반도체 연구하셨고 IBM에서도 일한 경험이 있으시고요. 또 1985년도에 금성반도체(옛 하이닉스)에서 근무하시다가 88년도부터 서울대에서 그때 교수 생활을 하신 거죠? 그리고 중간에 이제 2000년하고 2001년에 현대전자, 지금은 이제 SK하이닉스인데. 여기서 메모리 반도체 연구소장직을 하시다가 다시 학교로 오셔서 후학 양성을 하셨고요. 2008년도에는 교육과학기술부 그리고 한국과학창의재단이 선정한 '2008 닮고 싶고 되고 싶은 과학기술인' 그리고 2018년도에는 그때 했던 반도체의 날에 '자랑스러운 반도체인 특별공로상'도 받으셨습니다. 반도체 분야에서는 모르는 분이 없는 이쪽 분야의 석학이신데요. '시스템IC 2010’ 사업단장도 하시지 않으셨습니까? “'시스템IC 2010’ 사업, 아마 2009년 중반쯤 됐을 거예요. 한국 정부가 “시스템 IC를 잘해야 되겠다”. 메모리도 잘하지만.” -그래서 '시스템IC 2010’ 이것도 성과가 되게 좋아서 2020도 후속으로도 나오고 그랬던 기억이. “성과가 조금 나왔죠.” -사업단장도 하셨고 그래서 오늘 교수님을 모시고 교수님이 기술 고문으로 있는 라이팩(LIPAC)이라는 회사에 대해서도 일부 들어보고. 한국 시스템 반도체 산업이 어떻게 나아가야 될지도 여쭤보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 이쪽 반도체 업계에 있는 분들이면 항상 무슨 법칙이라고 해서 ‘무어의 법칙’ 얘기를 하는데. 사실 지금 인텔 주가가 많이 빠졌더라고요. AMD보다 시총이 낮아요. 그러니까 과거로 치면 “그런 일이 있을 수 있나?” 싶을 정도인데 아마 공정을 계속 이렇게 뭔가 선폭을 좁혀나가는 것이 어려움에 봉착해서 그런 것 때문에 판매도 조금 줄고 경쟁사도 계속 따라오고 이런 형국이 되니까 이게 주가에도 나타나는 것 같은데. 무어의 법칙이 2년마다 절반 줄어든다? 그 법칙 아닙니까? “그렇죠. 제품에 따라서 조금 다른데 대충 한 2년에 2배씩, 2분의 1씩 혹은 옛날에 한참 무어의 법칙이 빠르게 성장할 때는 1.5년에 2배 정도 하면 15년에 한 1천 배 되고요. 30년 지나면 한 백만 배 되니까 한 세대가 30년이니까. 30년에 한 백만 배 정도 트랜지스터가 작아지고 따라서 집적도도 그 정도 증가하고 따라서 스피드도 그 정도 빨라지고 이러한 전체적인 트렌드를 우리가 무어의 법칙이라고 하죠.” -지금은 이제 유효하지 않다. 과거에 했던 집적도를 높이는 건 유효하지 않다는 평가들이 많이 있는데 교수님은 어떻게 보십니까? “더 이상 따르기가 힘든 거죠. 1m 크기에서 1cm로 줄이는 거는 그냥 할 수 있는데. 그다음에 1cm에서 예를 들어서 1마이크론 그것도 힘들죠. 1마이크론에서 요새 수 나노라고 그러잖아요. 나노 시대. 나노로 줄여서 트랜지스터 회로를 아주 릴라이어블하게 잘 만든다는 건 지극히 어려운 거죠. DNA 하나, ATGC에서 DNA 정보를 저장하는 게 한 4옹스트롬 되거든요.” -4옹스트롬이요? “4옹스트롬이 5개 정도. ATGC가 5개면 한 2나노 정도 되잖아요. 요새 반도체가 한 3나노, 4나노 된다고 하니까. DNA 정보의 한 3~4개 정도의 크기의 트랜지스터를 정확하게 에러 없이 수십억 개를 한 개의 칩을 만든다. 그런 뜻이니까. 그 어려움을 우리가 상상할 수 없는 거죠. 그러니까 점점 그게 어려워지고 레벨 오프, 증가하는 속도가 줄어들고 앞으로 한 4~5년 지나면 더 이상 하기가 좀 힘들지 않겠는가 하는 설득력이 있죠.” -생산 공정으로 봤을 때 전공정 단에서의 어떤 이런 혁신으로 더 줄이기는 점차 계속 어려워진다는 얘기로 이해가 되는데. “어렵죠.” -일단 교수님도 회사에 지금 라이팩이라는 회사 반도체 스타트업 아닙니까? 이 회사는 무엇을 만드는 회사입니까? “회사 얘기부터 딱 하면 이렇게 재미가 없을 수도 있고 또 배경을 이해하시지 못할 수도 있으니까. 지금 이야기하시는 무어의 법칙이라고 하는 건 단순히 기술적인 측면도 있죠. 계속 작게 못 만드니까 어려운 점도 있지만, 실제 그 무어의 법칙이라고 하는 게 지금 우리가 즐기는 IT 전반을 드라이브한 가장 중요한 요소인 거예요. 왜냐하면 이게 값이 낮아지거든요. 우리가 스마트폰 교체할 때 가격은 비슷하지만 그 안에 있는 성능이 적어도 3배~10배가 돼야 사람들이 바꾸잖아요. 그렇게 되는 가장 중요한 드라이빙 포스가 무어의 법칙이니까. 무어의 법칙이 계속 유효하지 않으면 더 이상 작게 만들거나 이렇게 하지 못하면 IT 산업 전체가 성장 못 해요.” -2년 뒤에도 하긴 성능이 그대로면. “안 되는 거죠. 왜냐하면 더 이상 성능이 좋지 않은데 사람들이 왜 그 돈을 주고 사겠어요. 그러니까 그러한 무어의 법칙이 IT 산업 우리가 그동안 쭉 봐왔던 그게 뭐 PC가 되든 뭐 스마트폰이 되든 심지어 요즘 뭐 메타버스 이야기하지만, AI도 마찬가지죠. 무어의 법칙이 만들어낸 선물이거든요. 근데 그게 더 이상 레벨 오프, 그렇게 무어의 법칙을 따르지 못하면 IT에서 해왔던 그동안의 발전을 할 수 없어요. 왜 그러냐 하면 단순히 아주 간단하게 소비자가 돈을 주고 사지 않으니까 그런 거거든요. 그러니까 전 세계적으로 보면 IT를 만드는 사람들은 엄청난 위기감을 가지는 거예요. 그러니까 단순히 기술적으로 무어의 법칙을 우리가 따를 수 없기 때문에 힘들다? 그런 수준의 문제가 아니라 IT 전체가 성장을 멈춘다. 이게 가장 중요한 거죠. 그래서 인간은 매우 현명한 존재여서 그걸 미리 예측하죠. 당연히 레벨 오프가 되고 뭐 한 3~5년 후면 더 이상 가지 못할 것이다. 이렇게 사람들이 생각하잖아요. 지금 한 3나노, 4나노라고 하지만 더 이상 내려가기 힘들겠죠. 그런데 그러면서도 무어의 법칙에 기대지 않고 어떻게 하면 IT가 계속 성장하는가? 이걸 사람들이 찾는 것이 여러 가지 지금 있어요. 예를 들어서 데이터센터를 만드는데 옛날에는 데이터센터 무어의 법칙에 기반해서 작게 만들고 성능을 더 많이 하고 메모리도 많이 넣고 AI 칩도 넣어서 스피드도 빨리하고 이렇게 하는 거잖아요. 근데 더 이상 안 되니까 사람들이 어떻게 생각하냐 하면 데이터센터를 무어의 법칙에만 의존하지 않고 어떻게 하면 지금 이야기하는 성능도 좋게 하고 싸게 하고 이렇게 할 수 있는 저전력, 특히 요새는 저전력이 대단히 중요하잖아요. 그러니까 그렇게 하기 위해서 방법이 뭔가 가장 중요한 것이 뭐냐 하면 전체를 통합적으로 고려해서 시스템 설계를 하는 거예요. 옛날에는 반도체 하는 사람들이 쭉 해서 공급하면 메모리 이렇게 프로세스 사 와서 전체 시스템을 딱 만드는 그런 것이었는데. 지금은 시스템 전체를 만드는 사람, 심지어 소프트웨어 하는 사람들이 만들잖아요. 구글이나 애플은 애매한 회사지만 메타(옛 페이스북) 이런 회사들 마이크로소프트. 소프트웨어 회사잖아요. 근데 지금 하드웨어 디자인을 하는 거예요. 왜냐하면 무어의 법칙을 깨기 위해서 그러니까 단순히 옛날과 같이 소프트웨어 만들고 이렇게 해서는 IT가 더 이상 발전할 수 없으니까. 반도체뿐만이 아니라 반도체와 그러니까 실리콘 CMOS와 CMOS가 아닌 것과의 결합. 또 디자인을 할 때 보드 디자인을 하잖아요. 데이터센터 만들면 보드가 많이 있잖아요. 그 보드 자체를 디자인을 어떻게 하면 꼭 무어의 법칙을 따르지 않더라도 시스템을 작게 하고 저전력으로 하고 또 싼 가격으로 만들 수 있는가. 이게 지금은 제일 중요한 것 중의 하나예요. 그게 옛날에는 ITRS, 일종의 로드맵이죠. 위원회가 만들어져서 반도체를 어떻게 작게 만드느냐 이걸 했다면 지금은 지금 이야기 드리듯이 IRDS라고 그래요. 어떻게 하면 디바이스 전체를, 보드면 보드, 심지어 데이터센터 전체를 디자인할 때 그런 관점에서 디자인하느냐 하는 것이고. 그래서 그거를 하는 가장 중요한 기술적인 요인 중의 하나가 무어의 법칙뿐만이 아니라 그거에 더해서 ‘이기종 통합 로드맵(HIR)’이라고 그래요. 헤테로지니어스 인티그레이션 로드맵. 어떻게 하면 다른 디바이스들, 실리콘과 예를 들어서 실리콘과 RF 소자, 실리콘과 AI에 요즘 여러 가지 하는 그런 뉴로모픽 디바이스나 이런 걸 어떻게 하면 잘 섞어서 이야기한 IT의 지표들을 만족시켜야 되는가. 이게 IT의 가장 중요한 핵심이에요. 그래서 아까 라이팩이라는 회사 소개를 해주셔서 감사했는데 한 2년 됐어요. 창업을 해서 지금 비교적 잘하고 있는데 그 회사가 타겟팅하는 것도 역시 패키징. 우리 패키징하면 PCB를 다 이렇게 사 와서 그다음에 반도체 CMOS 넣고 다른 여러 가지 부품들 넣었잖아요. 특히 옵티컬 쪽은 레이저라든지 포토다이오드 이런 거 쭉 넣잖아요. 넣어서 와이어 본딩을 해서 시스템을 만들어요. 크기가 한 이 정도 돼요. 예를 들면 근데 요새 패키징 기술이 어드반스트 패키징 기술이 많이 있어서 패키징이라는 이름도 지금 바뀌어서 헤테로지니어스 혹은 하이브리드 인티그레이션이라고 말을 하고 있어요. 그래서 전체 그림으로 보면 웨이퍼하고 똑같아요. 근데 거기에 실리콘 웨이퍼가 아니라 웨이퍼가 일종의 유기물. EMC(에폭시 몰딩 컴파운트)라고 하는 유기물. 겉으로 보면 웨이퍼하고 똑같아요. 거기에 실리콘도 집어넣고 갈륨아세나이드(GaAs), 인듐 포스파이드(InP) 이런 다른 성능의 소자를 넣어서 와이어 본딩하지 않고요. 반도체 기술로 연결을 해요. 메탈 인터커넥션을 하는 거죠. 그렇게 함으로써 이제 전체 시스템이 작아지고 또 컴포넌트와 컴포넌트 사이가 짧아지니까 고속으로 할 수 있고 또 일종의 반도체 프로세스를 쓰기 때문에 대량으로 만들 수 있고. 이렇게 함으로써 미래의 시스템을 무어의 법칙에만 의존하지 않고도 우리가 얼마든지 성능을 개선할 수 있고 값싸게 만들 수 있다. 그런 이유 때문에 창업을 했습니다. 설명이 괜찮았습니까?” -그러면 소위 얘기하는 팬아웃 웨이퍼레벨 패키지를? “맞아요. 잘 아시네요. 팬아웃 기술, 웨이퍼 레벨 패키징 기술이죠. 지금 말씀드린 게 그거를 보통은 전기 CMOS 디바이스끼리 연결하는 거거든요. 이걸 옵티컬 시스템에 응용해서 옵티컬 디바이스 위주로 레이저 같은 거. 레이저로 빛을 쏴야 통신이 되고 또 우리 요새 카메라도 보면 레이저 쏘아서 그 레이저 반사되어 들어오는 시간을 계산해서 3d Depth 하고 있잖아요. ToF 센서 같은 것. 그것도 와이어 본딩으로 하면 커지고 또 ToF 센서도 스피드가 굉장히 빠른 거거든요. 그런 거를 지금 얘기하신 반도체 '어드밴스드 패키징' 기술 FOWLP의 처음으로 적용을 해서 저희가 원천 재산권을 가지고 있지만, 그런 플랫폼으로 제품 전개를 하고 있습니다.” -ToF는 휴대폰에도 들어가고 다양한 컨슈머 기기에 많이 들어가는 것 같은데. 그 앞서서 얘기한 건 광트랜시버 이런 데에 이제 들어가는 겁니까? “그렇죠. 광트랜시버 아주 간단한 거죠. 광트랜시버는 전기 신호를 옛날에는 구리로 연결해서 보냈잖아요. 구리로 하면 100기가(Gb/s) 못 해요. 100기가(Gb/s) 10cm 구리는 대충 100기가(Gb/s) 정도로 10cm 보내면 시그널이 일그러지거든요. 신호가. 지금은 100기가(Gb/s) 해야 되니까요. 그러니까 구리로 보내는 대신에 전기 신호를 이만한 조그마한 점이 하나 있어서 저희가 만드는 것인데. 그걸 받아서 바로 빛으로 바꾸면 빛이 빛을 그냥 보내도 되고 우리가 ‘프리 스페이스 커뮤니케이션’이라고 그러죠. 그래도 되고 아니면 옵티칼 파이버, 광섬유 같은 거를 연결해서 보내는 거죠. 지금 현재는 트랜시버라고 하는 걸 보면 겉에서 보면 USB보다 커요.” -맞아요. “이만하거든요. 그걸 꽂아야 되거든요. 그런데 아까 얘기 드렸듯이 데이터센터 디자인에서 그게 차지하는 여러 가지 파워도 크고 그것 때문에 크기도 커지고 하니까 요즘의 트렌드는 뭐냐 하면 PCB가 이렇게 있잖아요. 거기에 AI 프로세서나 CPU가 있을 거 아니에요. 그러면 거기서 아까 이야기 드린 트랜스퍼까지 가는 거리가 적어도 수십 cm 되거든, 그 스피드를 못 견디는 거죠. 그래서 이 트랜시버, 전기를 빛으로 바꾸는 거를 조그만 점쯤 돼요. 칩 하나니까. 우리 기술로 만들면 그걸 바로 옆에 CPU나 AI 프로세스 옆에 붙여서 바로 여기서 광으로 빼내는 거예요. 이게 엣지까지 기다리지 않고 너무 왜곡이 커지니까 스피드도 느려지고 엣지에서 광으로 변환시키는 거를 보통 엣지 트랜시버 구조라고 해요. 엣지까지. 앞으로는 그렇게 하면 안 될 거 아니에요.” -더 작게 만들고 이렇게 해야 되니까. “당연하고 스피드도 그렇고 가격도 그렇고 그래서 요즘이 아니라 앞으로 한 2~3년 후 프로세서 옆에는 지금 이야기 드린 트랜시버가 크기가 거의 0.5cm 바이 0.5cm 정도 아주 작은데 레이저도 있고 CPU에서 이제 변환하는 CMOS도 들어 있고.” -최종 패키징 된 제품이 이제 그 정도 사이즈라는 거죠. 0.5cm 바이 0.5cm. “맞아요. 지금 만들고 있고요. 그래서 그렇게 하는 전체적인 트렌드를 CPO라고 그래요. 그러니까 CPO(Co-packaged optics) 그래서 바로 모든 광변환 장치를 조그만 패키지라고 해도 되고 하이브리드 인티그레이션이 되는 그런 칩으로 딱 만들어서 옆에 바로 붙여버리는 거 그렇게 하는 어프로치가 지금 방향이고요. 거기에 대응하기 위해서 이제 라이팩을 만들었고요.” -기존에 광트랜시버 이런 거 하는 회사들 되게 안 좋은 소식 아닙니까? 만약에 그게 다 바뀐다면? “그렇죠.” -시장이 바뀐다. “이제 바뀌는 거는 당연한 대세인데. 그러나 모든 시스템이 그렇게 빨리 바뀔 수는 없으니까 그러나 3~5년 지나면 전부 이렇게 바뀌겠죠.” -예를 들어서 지금 교수님이 기술 이사로 계신, 사실 교수님이 창업하신 거라고 얘기해도 됩니까? “그럼요. 제가 창업했지만 또 주위에 도와주시는 분들도 있고 또 그런 비전을 셰어하시는 분들이 많이 있었습니다.” -근데 라이팩에서 주도하는 기술입니까? 아니면 라이팩 말고도 예를 들어 글로벌 반도체 기업들 중에 그 시장을 보고 그런 어떤 아까 엣지단에 있는 그런 기술에 엣지단에 있는 걸 CPU나 중앙 칩 옆으로 붙이는 거를. “그걸 CPO 어프로치라고 하죠. CPO 방식이라고 하는데. 그것도 역시 이제 초기 단계이기 때문에 서양 미국 친구들이 잘하잖아요. 그걸 한 개인 회사가 하지 않고 하나의 커뮤니티를 만들어서 이게 어떻게 가야 되느냐. 또 표준으로 할 수 있으면 표준을 어떻게 만들면 또 이게 어떤 그 컴포넌트 사슬이 있어서 시스템 하는 사람들이 컴포넌트를 잘 조달 받아야 되고 하는 그런 거 그게 코보예요. 코보.” -유명한 회사죠.저작권자 © 전자부품 전문 미디어 디일렉 무단전재 및 재배포 금지