KAIST는 교수의 정년과 함께 연구 자산이 단절되는 문제를 줄이기 위해 2018년 초세대협업연구실 제도를 도입했다. 은퇴를 앞둔 선배 교수가 오랜 기간 축적한 연구 성과와 노하우를 후배 교수들과 공유하고 공동연구를 통해 다음 세대로 이어가는 제도다. 교수 개인에게 의존하던 연구실을 세대 간 협업체계로 전환해 연구의 연속성을 확보하자는 취지다. 테라랩은 2022년 11월 ‘KAIST 시스템반도체 패키징 연구실’이라는 이름으로 초세대협업연구실에 선정됐다. 2023년 1월부터 본격적인 활동에 들어갔다. 김 교수가 책임교수를 맡고 안승영 KAIST 조천식모빌리티대학원 교수와 김경민 신소재공학과 교수가 참여한다. 안 교수의 전자파·신호·전력 설계 연구와 김 교수의 차세대 메모리 소재·소자 연구를 테라랩의 시스템반도체 패키징 기술과 연결하는 구조다. 그러나 초세대협업연구실 선정이 테라랩의 물리적 존속까지 보장하는 것은 아니다.

이번 협약은 AI 시대 핵심 반도체 기술인 메모리, 파운드리, 첨단 패키징 전반에 걸친 양사의 협력을 한층 강화하고, 차세대 AI 반도체 생태계 경쟁력을 높이기 위한 전략적 파트너십으로 평가 받는다. 삼성전자 전영현 DS부문장은 "AI 시대에는 메모리, 로직, 첨단 패키징이 긴밀하게 통합된 반도체 솔루션이 중요하다"며 "브로드컴과의 협력을 확대함으로써 미래 AI 인프라 발전을 가속화하고 고객에게 더 큰 가치를 제공하겠다"고 밝혔다. 찰리 카와스 브로드컴 반도체 솔루션 그룹 사장은 "AI 인프라가 빠르게 확장되면서 반도체 생태계 전반의 긴밀한 협력이 중요해지고 있다"며 "삼성전자와의 협력을 통해 다양해지는 시장의 요구에 최적화된 차세대 솔루션을 함께 만들어 가겠다"고 말했다. 삼성전자는 이번 협약을 통해 차세대 반도체 기술 리더십과 제조 역량을 격상시키고, 글로벌 AI 반도체 생태계의 혁신을 주도해 나갈 방침이다.

/수원시 수원특례시가 양자·인공지능(AI) 반도체 플랫폼 구축을 위한 연구 기반을 마련했다. 수원시는 성균관대학교를 주관기관으로 한국전자기술연구원, 차세대융합기술연구원, 소재융합기술연구조합과 컨소시엄을 구성해 '양자-AI 반도체 첨단 패키징 검증 플랫폼 구축' 사업을 추진한다고 26일 밝혔다.2030년 12월까지 총사업비 115억원(국비 100억원·시비 15억원)을 투입해 추진하는 이 사업은 양자·AI 반도체 패키징 검증 인프라를 구축하고, 적층형 AI 반도체의 수율 예측과 사전 예지 기술을 연구하는 것이다. 또 산·학·연 기술협력을 지원하는 공유형 연구 공간을 조성해 중소·중견기업의 기술혁신과 연구개발을 지원할 계획이다. 구축된 연구 공간은 수원 R&D 사이언스파크 준공 이후 이전해 운영할 예정이다. 수원시는 지역 반도체 기업과 대학, 연구기관 간 협력을 강화하고, 기업들이 첨단 연구 장비와 연구 인프라를 공동 활용할 수 있는 기반을 마련할 계획이다.

삼성전자의 HBM은 업계를 선도하는 성능과 신뢰성, 전력 효율성을 기반으로 브로드컴 AI 가속기의 성능을 극대화하는 등 차세대 AI 인프라 경쟁력을 뒷받침하는 핵심 메모리 솔루션으로 활용될 예정이다. 파운드리 분야에서는 브로드컴의 차세대 고속 데이터 통신을 지원하는 통신용 반도체 솔루션 등 주요 제품 라인업에 2nm 이하 첨단 파운드리 공정을 적용해 제품 경쟁력을 한층 강화한다. 또한 삼성전자는 2nm 공정 기반 첨단 패키징 기술을 통해 고성능·고효율 AI 반도체 구현을 지원하며, 브로드컴에 차별화된 AI 반도체 솔루션을 제공한다. 아울러 반도체 설계와 공정을 함께 최적화하는 단계부터 칩 설계, 첨단 패키징, 양산에 이르기까지 전 과정을 긴밀하게 연계해 제품 개발 기간을 단축하고 성능과 전력 효율을 극대화할 수 있도록 지원한다.

앞으로 삼성전자는 브로드컴과의 협력을 발판 삼아 글로벌 빅테크들을 상대로 원스톱 턴키 수주 확대에 속도를 낸다는 복안이다. 27일 업계에 따르면 삼성전자는 지난 24일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘AI 서밋’에서 브로드컴과 2000억 달러(약 292조원) 이상 규모의 차세대 AI 인프라 구축을 위한 MOU를 체결했다. 협력 범위는 고대역폭메모리(HBM)를 비롯한 첨단 메모리와 2나노미터(nm·1nm는 10억분의 1m) 공정 이하 파운드리, 첨단 패키징을 아우른다. 삼성전자는 지난 2월 양산을 시작한 6세대 HBM인 'HBM4'와 지난 5월 고객사에 샘플을 공급한 7세대 'HBM4E' 등 차세대 메모리를 브로드컴의 AI 가속기에 공급할 계획이다. 파운드리 분야에서는 브로드컴의 차세대 고속 데이터 통신용 반도체 등 주요 제품에 2나노 이하 첨단 공정을 적용한다. 첨단 패키징 기술도 함께 제공해 AI 반도체의 성능과 전력 효율을 높일 방침이다.

27일 업계에 따르면 삼성전자는 지난 24일(현지시간) 미국 브로드컴과 오는 2030년까지 5년간 2000억달러(약 290조원) 규모의 전략적 업무협약(MOU)을 체결했다. 삼성전자는 브로드컴의 차세대 AI 가속기에 HBM을 공급하고 2나노 이하 파운드리 공정과 첨단 패키징 솔루션을 제공할 예정이다. 메모리부터 파운드리, 패키징까지 묶어 공급하는 구조다. SK그룹도 엔비디아와 5000억달러(약 730조원) 이상의 전략적 협력을 위한 의향서(LOI)를 체결했다. SK하이닉스는 엔비디아에 HBM을 비롯한 차세대 AI 메모리를 장기간 공급하고 공동 개발과 최적화도 추진한다. SK텔레콤은 엔비디아의 차세대 '베라 루빈' 칩과 SK하이닉스의 HBM4를 활용해 최대 2기가와트(GW) 규모의 AI 데이터센터를 구축할 계획이다. 두 협력은 단순한 반도체 공급을 넘어 제품 공동 개발과 생산능력 확충, 데이터센터 구축까지 하나로 묶었다는 점이 특징이다.

이날 정부는 대체불가한 K-반도체 강국 도약을 위해 확실한 메모리 초격차를 확보하고 AI시대 미래 반도체 시장을 선점하기 위해 생산 역량 확대를 추진한다. 이를 위해 기존 용인 국가산단과 일반산단 최종 팹 완공 시점을 각각 7년과 12년 단축해 5년내 메모리 생산능력을 2배로 확대하고 세계 최고 수준의 제조 역량을 확보한다는 전략이다. 또 반도체 성장 거점을 전국으로 확장하기 위해 서남권(호남)에 총 800조원 규모의 반도체 팹 4기를 구축하는 등 제2의 생산거점 마련에도 나선다. 충청권은 반도체 156조원을 포함해 총 392조원을 투입되는 등 대규모 투자를 통해 신규 팹을 구축하고 패키징 거점으로 육성한다는 계획이다. 폭증하는 첨단 반도체 수요에 맞춰 후공정 생태계 확충이 시급한 만큼 충남 온양과 천안에 신규 HBM 팹을 건설하고 충북 청주에 HBM 패키징 투자가 적기에 이행되도록 밀착 지원하겠다는 계산이다.

기존 청주 반도체 생산기반에 M17이 더해지면 충북은 전공정과 후공정, 첨단 패키징으로 이어지는 반도체 생태계의 중심축을 확보하게 된다. 특히 AI 확산으로 메모리 반도체 수요가 폭증하는 상황에서 청주는 SK하이닉스의 낸드 공급 확대를 담당하는 핵심 생산기지로 자리매김할 가능성이 커졌다. 삼성도 충청권 투자 계획을 분명히 했다. 이재용 삼성전자 회장은 HBM 생산에 필요한 최첨단 패키징 기술의 중요성을 언급하며 HBM 팹을 기존 후공정 팹과 함께 천안과 온양 등 충청권에 집중 투자하겠다고 밝혔다. HBM은 AI 반도체의 핵심 부품으로, 칩을 수직으로 적층해 데이터 처리 속도와 효율을 높이는 기술이 필수적이다. 이 때문에 천안·온양 투자는 충청권이 단순 생산 배후지가 아니라 AI 반도체의 성능을 좌우하는 첨단 후공정 거점으로 진화한다는 신호로 받아들여진다. 반도체 산업의 경쟁 축이 미세공정 중심에서 패키징·적층·집적 기술로 확장되는 상황에서 천안·아산권의 산업적 위상은 한층 높아질 전망이다.

충남 아산은 후공정 패키징 후보지로 거론되고, 충남 당진에는 기가와트(GW)급 AI 데이터센터 구상이 포함됐다. 강원 동해 역시 AI 데이터센터 축에 이름을 올렸다. 반도체 생산기지와 패키징, 데이터센터가 권역별로 배치되는 가운데 TK는 기업명과 투자액, 입지, 일정이 붙은 신규 투자표를 확보하지 못했다. 영남권 내부를 봐도 상황은 다르지 않다. 정부는 우주항공·로봇 중심의 피지컬 AI 벨트를 영남권 사업으로 제시했지만, 무게 중심은 경남 창원·사천으로 향했다. 창원은 제조·방산·로봇 기반을, 사천은 우주항공 기반을 앞세워 피지컬 AI 벨트의 중심축으로 부상했다. 대구가 키워 온 로봇과 ABB, 미래모빌리티 전략은 국가 메가프로젝트의 주력 투자로 이어지지 못했다. 결국 호남은 팹, 충청은 패키징과 AI 인프라, 경남은 피지컬 AI를 가져갔다. TK에 남은 것은 대표 거점이 아니라, 보완축에 가까운 역할이다. 이는 TK가 새 첨단산업 지도에서 주변부로 밀렸다는 비판을 피하기 어렵다.

◇ 서남권에 800조 투입해 '제2의 메가 팹'... 충청·동남권 연계망 구축 이날 김정관 산업부 장관 발표에 따르면, 정부는 서남권을 ‘제2의 반도체 생산기지’로 조성하기 위해 총 800조원 규모의 기업 투자를 유치하고 대형 메모리 제조 공장(팹) 4기를 추가 구축하기로 했다. 특히 SK그룹은 이 중 용인 클러스터 600조 원, 청주 100조 원 조기 투자와 더불어 서남권 신규 기지 등에 반도체 분야로만 총 1,100조 원을 투입해 글로벌 공급망 재편을 주도하겠다는 구체적인 전략을 뒷받침했다. 유력 후보지로는 광주 군 공항 종전 용지와 첨단 3지구 등이 검토되고 있으며, 서남권으로 생산 라인이 확대됨에 따라 후공정과 공급망도 전국구로 다각화된다. 81조원을 투자해 증가하는 웨이퍼 절단 및 패키징 수요에 대응할 첨단 패키징 거점을 육성하는 한편, 동남·대경권은 반도체 소재·부품·장비(소부장) 공급망 허브와 전력 반도체 등 차세대 혁신 거점으로 동시 재편한다는 방침이다.