송재혁 사장 "포스트 AI 시대에도 반도체 기술이 중요한 역할 할 것"

 

송재혁 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문 최고기술책임자(CTO) 사장이 지난 19일 서울 코엑스에서 열린 '세미콘 코리아 2025'에 기조연설로 참여해 반도체의 미래에 대해 전망했다. 

 

송재혁 사장은 'Semiconductor Innovation for A Better Life'라는 주제를 내걸고 반도체 산업의 발전 방향과 AI 기술의 미래에 대한 비전을 공유했다. 이와 함께 반도체 성능 향상과 에너지 효율성 개선을 강조하며 포스트 AI 시대에도 반도체 기술이 중요한 역할을 할 것이라고 강조했다. 

송재혁 사장은 "반도체 산업은 AI와의 결합을 통해 새로운 국면을 맞이하고 있다. 반도체 기술은 AI 발전의 핵심 기반이다. AI는 마치 인간의 뇌처럼 학습하고 문제를 해결하는 방식으로 발전하며, 이를 구현하는 데 있어 반도체의 역할이 필수적"이라고 설명했다.

 

특히, 그는 AI가 발전하는 속도가 인간의 진화 속도보다 훨씬 빠르다는 점을 강조했다. 인간의 뇌가 34억 년 동안 진화를 거쳐 현재의 기능을 가지게 된 반면, AI 기술은 불과 80년 만에 엄청난 발전을 이뤘다. AI의 정확도를 측정하는 MMLU(Massive Multitask Language Understanding) 지표가 2019년 32%에서 2023년 92%까지 상승했으며, 이는 AI 기술이 인간의 지능을 모방하는 데 있어 상당한 수준에 도달했음을 보여준다.

 

하지만 인간의 뇌는 여전히 AI보다 효율적인 에너지 사용과 높은 저장 용량을 자랑한다. AI의 연산 속도는 인간을 능가하지만, 에너지 효율성과 저장 능력에서는 인간의 뇌가 앞서 있다. 이에 따라 AI가 발전하기 위해서는 반도체 기술의 성능 향상과 전력 소모 절감이 필수적이라는 것이 송 사장의 설명이다. 이를 위해 삼성전자는 실리콘 프로세스 혁신과 패키징 기술의 발전을 추진하고 있다. 

 

반도체 기술의 중요성은 AI뿐 아니라 미래의 포스트 AI 시대에도 이어질 것으로 예상된다. 송 사장은 향후 주목해야 할 기술로 자율주행, 우주 기술, 양자 컴퓨팅, 휴머노이드 로봇, 바이오 기술 등을 꼽았다. 그는 이러한 기술이 발전하기 위해서는 반도체의 지속적인 혁신이 필요하며, 이를 위해 반도체 업계가 협력해야 한다고 강조했다. 

 

특히, 반도체 업계는 더 높은 성능을 갖춘 AI 반도체 개발에 집중하고 있다. 전통적인 실리콘 기반 반도체는 점차 한계에 다다르며, 차세대 반도체 기술로 3D 구조와 새로운 반도체 소재가 주목받고 있다. 송 사장은 "더 작은 공간에서 더 높은 성능을 내는 반도체를 만드는 것이 핵심 과제며, 이를 해결하기 위해 패키징 기술이 중요해지고 있다"고 밝혔다. 

 

패키징 기술의 발전은 반도체 칩의 성능을 극대화하는 데 중요한 역할을 한다. 여러 개의 반도체 칩을 수직으로 적층해 성능을 높이고, 전력 소모를 줄이는 기술이 빠르게 발전하고 있다. 특히, AI 반도체에서는 데이터 처리 속도가 중요한 요소이므로, 메모리와 연산 칩을 하나의 패키지 안에 통합하는 기술이 핵심이다. 

 

이러한 기술적 혁신은 반도체 업계 전반의 협업을 필요로 한다. 송 사장은 "반도체 업계는 설비 업체, 소재 업체, 칩 설계 회사 등과 긴밀하게 협력해야 한다"고 강조했다. 특히 "반도체 성능을 높이기 위해서는 설계, 공정, 소재 등 모든 분야에서 혁신이 필요하며, 이를 위해 다양한 기업과 연구기관이 함께 노력해야 한다"고 강조했다. 

AI 기술이 발전하면서 반도체 업계는 새로운 도전에 직면하고 있다. 기존의 반도체 기술만으로는 AI의 높은 연산량을 감당하기 어려우며, 이를 해결하기 위한 차세대 기술이 필요하다. 송재혁 사장은 "AI 반도체는 단순한 성능 향상을 넘어, 인간의 뇌처럼 에너지를 효율적으로 사용해야 한다"고 강조했다. 

 

현재 AI 반도체는 높은 성능을 제공하지만, 엄청난 전력을 소비하는 것이 문제로 지적된다. 인간의 뇌는 하루 2500kcal의 에너지를 소비하며, 이는 몸 전체 에너지 소비의 20%에 해당한다. 반면, AI는 연산을 수행할 때 엄청난 전력을 사용하며, 데이터 센터에서 발생하는 전력 소모가 갈수록 증가하고 있다. 이를 해결하기 위해 저전력 반도체 기술 개발이 필수적이다. 

 

삼성전자는 AI 반도체의 전력 소모를 줄이기 위해 새로운 공정 기술과 소자 혁신을 추진하고 있다. 특히, 신소재 반도체와 3D 트랜지스터 구조를 적용해 성능을 유지하면서도 전력 소모를 줄이는 연구가 활발히 진행 중이다. 또한, AI 연산에 최적화한 반도체 설계를 도입해 효율성을 극대화하고 있다. 

 

현재 반도체 산업에서 가장 중요한 트렌드 중 하나는 HPC(High-Performance Computing)와 데이터 센터에서의 반도체 활용 증가다. AI 모델이 대규모 데이터를 학습하고 활용하는 과정에서 데이터 전송 속도와 저장 용량이 중요한 요소로 작용한다. 이를 해결하기 위해 반도체 업계는 차세대 HBM(High Bandwidth Memory, 고대역폭 메모리)과 같은 기술을 개발하고 있다. 

 

HBM은 기존 메모리보다 빠른 데이터 전송 속도를 제공하며, AI 연산에 최적화한 구조를 갖추고 있다. 특히, 여러 개의 메모리 칩을 수직으로 쌓아 공간을 줄이면서도 성능을 극대화하는 기술이 적용되고 있다. 삼성전자는 이러한 고성능 메모리를 활용해 AI 반도체의 연산 효율을 높이며, 발전된 기술을 적용할 계획이다. 

 

뉴로모픽 칩(Neuromorphic Chip)과 같이 인간의 뇌 신경망을 모방한 반도체도 주목받고 있다. 뉴로모픽 칩은 인간의 뇌처럼 에너지를 효율적으로 사용하면서도 높은 연산 능력을 제공하는 것이 특징이다. 삼성전자는 이 분야에서도 연구를 진행하며, 향후 AI 반도체 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 

 

이와 함께 반도체 업계에서는 칩렛(Chiplet) 기술을 활용한 성능 향상도 활발히 논의되고 있다. 칩렛 기술은 여러 개의 반도체 칩을 하나의 패키지 안에서 조합해 성능을 극대화하는 방식으로, 기존 단일 칩 구조보다 유연한 설계가 가능하다. 이를 통해 AI 반도체의 성능을 높이고, 생산 비용을 줄일 것으로 전망된다.

 

송재혁 사장은 "반도체 기술은 앞으로 인류의 삶을 더 편리하게 만들 것이며, 이를 위해 업계의 협력과 지속적인 혁신이 필요하다"고 강조했다. 또한, 반도체 산업이 지속 성장하기 위해서는 연구 개발뿐 아니라 소재, 장비, 설계 등 모든 분야에서 협업이 필수적이라고 언급했다. 

 

송 사장은 "포스트 AI 시대에는 다양한 산업에서 혁신이 일어날 것이다. 이를 가능하게 하는 가장 중요한 요소가 반도체 기술"이라고 설명했다. 즉, 반도체는 AI 기술뿐 아니라 미래의 다양한 첨단 기술이 발전하는 데 필수적인 인프라 역할을 하게 된다는 것이다. 

 

이어 그는 "반도체 기술이 인간의 삶을 더욱 풍요롭게 만들 것"이라며 기술 혁신의 사회적 가치를 강조했다. 송 사장은 "17세기 루이 14세 시대에는 소수의 사람만이 누릴 수 있었던 혜택을, 이제는 수많은 사람들이 과학기술의 발전 덕분에 누리고 있다"고 설명하며, "반도체가 앞으로도 이러한 변화의 중심에 있을 것"이라고 덧붙였다.

 

마지막으로, 송 사장은 반도체 기술이 가져올 긍정적인 변화를 강조하며 "우리는 단순히 기술을 발전시키는 것이 아니라, 더 나은 미래를 만드는 데 기여하고 있다"고 말했다. 그는 "더 나은 삶(Better Life)를 위한 반도체 기술 개발"이 삼성전자의 목표라고 밝히며, 앞으로도 지속적인 혁신과 협력을 통해 새로운 시대를 열어갈 것이라고 다짐했다. 

 

헬로티 서재창 기자 |