AI반도체 발전 '무궁무진'…송재혁 삼성 CTO "첨단 기술로 한계 돌파"

[이데일리 조민정 기자] “양자 컴퓨팅 등 포스트 인공지능(AI) 기술을 지탱하기 위해선 ‘첨단 반도체’는 필수적이다.”(송재혁 삼성전자 겸 반도체연구소장)

“AI가 고도화되면서 앞으로 컴퓨팅 수요는 기하급수적으로 늘 수밖에 없다.”(빌 엔 AMD 부사장)

중국 AI 딥시크의 충격 속에서 글로벌 반도체 기업들이 ‘세미콘 코리아 2025’에 참석해 머리를 맞대고 차세대 기술력을 과시했다. 올해는 AI 반도체 외에도 다른 고성능 반도체 시장의 성장도 기대된다. 반도체 패권 전쟁으로 기술 경쟁력을 확보하기 위한 싸움이 치열해지는 상황 속 삼성전자는 ‘첨단 기술’과 ‘생태계 협력’을 강조하고 나섰다.

송재혁 삼성전자 최고기술책임자(CTO)는 19일 ‘세미콘 코리아 2025’ 기조연설을 하고 있다.(사진=조민정 기자)

◇ ‘역대 최대’ 세미콘 코리아…삼성, 개막 신호탄

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19~21일 서울 코엑스에서 열린 세미콘 코리아 2025는 국내 최대 반도체 산업 전시회다. 올해는 약 500개 업체가 참가하며 역대 최대 규모로 열렸다. 삼성전자(005930), SK하이닉스(000660) 등 국내 기업을 비롯해 미국 마이크론, AMD, 네덜란드 ASML 등 글로벌 기업들이 전시관을 채웠다. 올해 행사 방문객은 지난해 6만5000명을 뛰어넘으며 7만명을 상회할 전망이다.

행사의 첫 신호탄을 알린 인물은 바로 송재혁 CTO다. 그는 ‘더 나은 삶을 위한 반도체 혁신’을 주제로 첫 기조연설을 장식했다. 송 CTO는 인간의 뇌만큼 똑똑한 첨단 반도체를 최종 목표로 삼고 기술의 한계 돌파에 주력하고 있다. 특히 AI 산업이 빠르게 발전하며 개발 난도가 높아지는 만큼 패키징 기술로 새로운 지평을 열겠다고 자신감을 드러냈다.

송 CTO는 삼성전자에서 고대역폭메모리(HBM) 다음 세대 제품으로 주목받는 3D D램 개발을 이끌고 있다. 3D D램은 트랜지스터를 층층이 쌓는 메모리 반도체로, 국내 반도체 업계의 최우선 과제로 꼽힌다. 특히 그는 전날 삼성전자 사내이사 자리에 새로 오르며 삼성 내부에서 반도체의 핵심 인물로 꼽히고 있다. 전영현 DS부문장 부회장과 함께 삼성전자 이사회에서 반도체 기술 의사결정에 영향을 미칠 전망이다.

(그래픽=김정훈 기자)

◇ 올해도 반도체 ‘쑥’…양자컴퓨팅 등 포스트 AI 주력

AI 산업의 성장세에 초점을 둔 송 CTO는 전력량은 물론, 성능과 정확성까지 충족하는 첨단 반도체가 중요하다고 했다. 글로벌 시장조사업체 가트너에 따르면 전체 반도체 시장은 올해 처음으로 7000억달러(약 1007조원)를 넘고, 2027년 8000억달러를 넘어설 전망이다. 가우라브 굽타 가트너 부사장 겸 애널리스트는 이날 행사에서 “작년 전체 반도체 시장은 메모리 가격이 상승하며 그래픽처리장치(GPU)와 메모리가 주도했다”며 “올해는 (AI를 제외한) 아날로그 분야도 상승할 것”이라고 내다봤다.

엔 AMD 부사장도 이날 기조연설에서 “컴퓨팅 수요는 과거 1~2년마다 2배씩 늘어났는데, 현재 챗GPT 영향으로 대규모언어모델(LLM) 수요는 20배씩 기하급수적으로 늘어나고 있다”고 했다. 챗GPT의 경우 5000만명의 사용자를 구축할 때까지 불과 1년이 걸리지 않았다. 반면 인터넷은 4~7년, 자동차는 62년이 걸렸다.

송 CTO는 생성형 AI 열풍을 이을 차세대 AI 산업으로 자율주행차, 우주 기술, 양자 컴퓨팅, 휴머노이드(인간형) 로봇, 바이오 등을 꼽으며 미래 응용처를 내다봤다. 송 CTO는 “챗 GPT, 구글 제미나이 등 다양한 AI에 ‘포스트 AI가 뭘까’라고 물으면 10개 중 5개가 같은 이야기를 한다”고 했다.

프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹 사장이 19일 서울 코엑스에서 열린 ‘세미콘 코리아 2025’ 행사에서 3D D램에 대해 말하고 있다.(사진=조민정 기자)

◇ 기술 개발 더 어려워진다…‘패키징’이 답

송 CTO는 첨단 반도체에 요구되는 기술 난도가 높아지는 만큼 한계를 돌파하기 위한 차세대 기술로 ‘패키징’을 짚었다. 송 CTO는 “예전에 1년 동안 개발했던 (반도체) 기술들이 요즘은 2~3년 걸리는 느낌이 들 정도로 굉장히 기술이 어려워지고 있다”고 설명했다. 이어 그는 “이제 3D 구조도 봐야 하고 새로운 소재로 한계를 극복해야 한다”며 “반도체 백엔드 제조 공정을 포함해 저항도 줄여야 하는데, 이 모든 가치들을 패키징으로 구현할 수 있다”고 덧붙였다.

엔 AMD 부사장 또한 “실리콘뿐 아니라 패키징 기술 발전도 중요하다”며 “3D, 3.5D로 가면 칩이 더 가까워져서 소비전력을 줄이고 데이터 움직임은 더 빨라진다”며 “패키징 분야에 상당한 발전이 이뤄지면 집적도를 높여서 차세대 제품에서 전력 효율성을 달성할 수 있을 것”이라고 말했다.