초절전, 고성능, 소형화 등이 장점인 ‘3진법 반도체’의 상용화 가능성을 높인 연구 결과가 나왔다. 삼성전자는 2017년부터 이 연구를 지원하고 있다.
김경록 UNIST(울산과학기술원) 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀은 17일 “3진법 금속 산화막 반도체’를 세계 최초로 대(大)면적 실리콘웨이퍼에 구현하는 데 성공했다”고 발표했다. 이 연구 결과는 지난 15일 세계적인 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 발표됐다.
연구팀이 개발한 3진법 반도체는 0, 1, 2 값으로 정보를 처리한다. 0과 1 값을 활용하는 2진법 반도체에 비해 처리해야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르다. 예컨대 숫자 128을 2진법으로 표현하려면 8개의 비트(bit·2진법 단위)가 필요하지만 3진법으론 5개의 트리트(trit·3진법 단위)만 있으면 된다.
이에 따라 소비전력이 적고 반도체 칩을 작게 만드는 것도 쉽다. 연구팀은 반도체가 정보를 처리하는 과정에서 새는 전류를 재활용할 방안도 찾아낸 것으로 알려졌다.
김 교수는 “3진법 반도체의 상용화 가능성을 보여줬다는 것에 이번 연구의 의미가 있다”고 말했다.
삼성전자는 김경록 교수팀의 연구 지원을 위해 파운드리사업부 팹(FAB)에서 미세공정으로 3진법 반도체 구현을 검증하고 있다. 삼성전자는 이 연구를 2017년 9월 삼성미래기술육성사업 지정 테마로 선정, 지원해왔다.
삼성미래기술육성사업은 국가 미래과학기술 연구 지원을 위해 2013년부터 현재까지 532개 과제에 6826억원을 집행했다. 삼성전자 관계자는 “4차 산업혁명 핵심인 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷, 바이오칩, 로봇 등의 기술 발전에 파급 효과가 클 것으로 기대한다”고 설명했다.
삼성전자, SK하이닉스 등 국내 반도체 기업들이 핵심 소재 국산화와 조달처 다변화에 본격적으로 나서고 있다. 국내 소재 업체와 중국, 대만 기업의 제품을 테스트하며 ‘일본 소재 대체 가능성’을 저울질하는 식이다. 경제계에선 일본 정부의 수출 규제가 장기화할 것이란 관측이 나오면서 한국 기업들이 소재의 국산화·다변화에 사활을 걸고 있다는 분석이 나온다. 이런 움직임이 외신 등을 통해 일본에 알려지면서 현지에선 삼성전자와 SK하이닉스의 ‘탈(脫)일본 전략’에 대한 우려도 커지고 있는 것으로 알려졌다.중국 공장에서도 제품 시험17일 관련 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 국내 업체가 생산한 불화수소(에칭가스)의 품질을 테스트하고 있다. 국내 업체들이 중국 대만 등에서 핵심 원료를 수입한 뒤 이를 가공한 제품이 테스트 대상인 것으로 알려졌다. 불화수소는 반도체 공정에서 회로의 모양대로 깎아내는 ‘식각’과 식각 후 불순물을 제거하는 ‘세정’ 공정에 쓰인다. 반도체 미세 공정의 핵심 소재여서 그동안 국내 업체들은 순도 99.999% 이상의 제품을 스텔라 등 일본 업체에서 주로 조달했다.국내 반도체 기업들이 중국 대만 등 해외 불화수소 생산 업체의 제품을 현지에서 테스트하는 움직임도 감지된다. 한 국내 업체는 중국 공장에서 현지 업체의 제품을 시험하고 있는 것으로 알려졌다. 반도체 업체 관계자는 “테스트엔 2~3개월 정도 걸린다”고 말했다.한국의 반도체 기업이 중국 업체로부터 대량의 불화수소를 공급받을 것이라는 외신 기사도 나왔다. 중국 상하이증권보 인터넷판은 지난 16일 “중국 산둥성에 있는 화학기업 빈화(濱化)그룹이 한국의 일부 반도체 회사로부터 불화수소를 주문받는 데 성공했다”고 보도했다.일본 교도통신은 상하이증권보를 인용해 관련 보도를 전하면서 “일본이 불화수소의 한국 수출 규제를 강화했기 때문에 한국 기업이 대신할 조달처로 중국을 택했을 가능성이 있다”고 분석했다.삼성전자와 SK하이닉스는 보도와 관련해 “빈화그룹과 계약을 맺지 않았다”고 해명했다. 업계에선 삼성전자 또는 SK하이닉스에 불화수소를 납품하는 국내 소재 업체가 주문한 것으로 파악하고 있다.매일 재고 확인하고 투입량 최적화국내 업체들은 재고 확보에도 총력을 기울이고 있다. ‘마른 수건을 짜듯’ 보유하고 있는 소재를 아끼는 데도 힘쓰고 있다. 소재 투입량을 품질에 지장이 없는 ‘최소한’의 수준으로 제한하고, 매일 재고 수치를 확인하는 식이다. 전국 공단을 돌며 남아 있는 소재를 ‘이삭줍기’ 식으로 챙기는 일도 구매팀 직원들의 주요 일과인 것으로 알려졌다.국내 기업들이 이런 움직임을 보이고 있는 것은 일본의 수출 규제가 쉽게 풀리지 않고 장기화할 가능성이 크기 때문이다. 문재인 대통령이 지난 15일 일본의 경제보복을 놓고 “중대한 도전”이라고 말하는 등 한·일 양국 간 ‘강 대 강’ 구도가 굳어지면서 기업들은 초긴장 상태에서 비상계획을 마련하고 있다.‘탈일본’ 가능할까일본 현지에선 한국 기업들의 탈일본 움직임에 대해 민감한 반응이 나온다. 니혼게이자이신문은 16일 “삼성이 일본이 아닌 제3의 업체 제품을 테스트하고 있다”며 “그동안 삼성전자는 품질과 납기 문제 등을 고려해 일본산 이외의 불화수소를 사용하는 것을 고려하지 않았지만 이번 일본 정부의 수출 규제로 생각이 바뀌고 있다”고 보도했다. 이 신문은 또 “한국 반도체 업체들이 일본 소재 업체로부터의 이탈을 본격화할 가능성이 작지 않다”고 우려했다.물밑에선 이미 탈일본 논의가 이뤄지고 있다. 삼성디스플레이는 최근 SKC에 폴더블 스마트폰에 들어가는 투명 폴리이미드 양산 일정 등을 문의한 것으로 알려졌다. 삼성디스플레이는 투명 폴리이미드를 일본 스미토모화학에서 공급받고 있다. 업계에선 일본 정부의 소재 수출 규제 확대 가능성을 염두에 두고 삼성디스플레이가 ‘조달처 다변화’에 시동을 건 것이란 분석이 나온다.황정수/고재연 기자 hjs@hankyung.com
"日, G20에서 자유무역 원칙 지키겠다 세계에 약속…지키리라 믿어""한일 협력해야…중국까지 참여하는 3국협력, 잠재력 무한해""삼권분립, 민주주의서 신과 국가만큼 중요"…조슈-사스마 예로들어 협력강화 강조정부 관계자는 17일 일본의 대(對) 한국 수출규제와 관련, "반도체 생산라인으로 인한 결과는 애플, 아마존, 델, 소니, 그리고 세계 수십억명의 소비자에게 부정적 영향을 미칠 것"이라며 철회를 촉구했다.이 관계자는 이날 프레스센터에서 열린 외신기자 간담회 모두발언에서 "심각한 결과를 굳이 상기할 필요는 없을 것"이라며 이같이 말했다.이 관계자는 이날 발언에서 오사카 G20 정상회의 당시 아베 신조(安倍晋三) 일본 총리가 "자유롭고 개방적인 경제는 세계 평화와 번영의 토대"라고 발언한 것을 인용했다.이어 2010년 중국이 일본에 희토류 수출을 차단했을 당시 일본 정부 관료들이 "중일 관계 악화는 세계 경제에 해롭다", "일본만을 겨냥한 것이라면 WTO 규정 위반에 해당할 것이다" 등의 발언을 했다고 떠올렸다.이 관계자는 "중국의 희토류 수출 제한이 WTO 협정 위반으로 밝혀지며 일본이 이겼다.나는 자유무역의 개념이 절대적으로 타당하다고 생각하며, (일본 측) 발언에 전적으로 동의한다"고 밝혔다.그러면서 "일본 지도자들이 이제껏 밝혀온 신성불가침의 원칙을 어기면 '글로벌 벨류 체인'이 무너지리라는 점도 일깨워준다"고 강조했다.이 관계자는 그러면서 "일본은 G20의 주최국으로 자유무역 원칙을 지키겠다고 약속했으며, 일본은 자유무역의 가장 큰 수혜국 중 하나"라며 "일본은 약속을 반드시 지켜야 하며, 지킬 것으로 믿는다.규제 조치를 즉각 철회할 것을 촉구한다"고 말했다.이 관계자는 "화학물질이든 희토류든 소재의 수출을 제한하는 것은 WTO의 원칙에 맞지 않는다.WTO 사무국에서 일했고 상소기구의 위원으로도 일했기 때문에 잘 안다"고 덧붙였다.그는 이어 "특히 반도체가 한국 수출의 약 25%를 차지하고, 삼성전자가 한국 주식 시장의 21%를 차지하고 있다는 점을 고려할 때, 반도체 산업을 규제 대상으로 삼은 점은 실망스럽다"고 밝히기도 했다.일본 논리의 부당성도 언급했다.이 관계자는 "일본은 처음에는 '신뢰훼손'을 근거로 꼽았으나, 이후 뚜렷한 증거도 없이 북한에 대한 불법 물자 유출을 이유로 내세웠다"며 "전혀 근거가 없는 주장"이라고 일축했다.그는 "한국은 4대 국제수출통제체제의 당사국으로 의무를 엄격히 준수했다.미국 과학국제안보연구소가 올해 초 펴낸 보고서의 전략물자관리 수준에서 한국은 17위, 일본은 36위였다"고 떠올렸다.이 관계자는 징용배상 판결에 대해서는 "민주주의에서 권력분립 원칙은 신과 국가만큼 중요하다.한국 정부는 '1965년 합의가 반인륜적 범죄와 강제노동자에 대한 인권침해를 다루지 않았다'는 대법원 판결을 무시할 수 없다"고 설명했다.이어 "대화를 통해 문제를 원만하고 창의적으로 해결하려 했고, 우리가 직면한 수많은 도전에 비춰 한미일 공조를 유지하는 게 최선이라고 생각했다"며 "그러나 일본은 어떤 사전 통보도 없이 수출 규제를 결정했다"고 지적했다.이 관계자는 이번 사태를 극복하고 한일 협력을 강화해야 한다고 주장했다.이 관계자는 "일본은 메이지 시대 이후 시장 자유화 조치 등으로 주요 경제·정치 강국이 됐고 산업 능력은 누구에게도 뒤지지 않는다.한국 역시 독재정치에서 민주화를 이루며 개발도상국에서 선진국이 된 유일한 국가"라고 평가했다.이어 "한국과 일본은 기술과 혁신을 통해 동북아시아 지역을 다음 단계로 발전시킬 수 있다"고 강조했다.이 관계자는 "한일 간 공조가 강화되면 자연스럽게 중국이 참여하는 3국 협력의 발판이 마련될 것"이라며 "LNG 공동구매, 아시아 슈퍼그리드 설립 등 협력의 잠재력은 무한하다"고 내다봤다.그러면서 "과학과 기술은 전쟁의 도구가 되면 비극적 결과를 초래한다"며 "페니실린이 세상에 준 혜택, 세계를 떠들썩하게 한 소니 워크맨이 준 혜택을 떠올려보자. 이런 창의성을 정부의 조치로 소멸시켜선 안 된다"고 말했다.이 관계자는 특히 "일본의 '레이와 시대' 선포에 맞춰 양국은 미래지향적 관계로 발전해야 한다.건설적 대화로 수출규제 문제와 대법원 판결 분쟁을 해결할 수 있을 것"이라고 말했다.그러면서 "아베 총리 및 존경받는 그의 아버지(아베 신타로, 安倍晋太郞)의 이름에 있는 '진'(晋)을 함께 쓰는 다카스키 신사쿠(高杉 晋作)에 요시다 쇼인(吉田松陰)까지 살아있다면 그들은 우리 두 나라 사이의 미래지향적 협력에 대한 나의 평가에 동의할 것이라 확신한다"고 언급하기도 했다.두 사람은 19세기 일본의 조슈번 소속으로, 조슈번은 사이가 좋지 않았던 사스마번과 동맹을 맺고 에도 막부를 타도한 바 있다.이 관계자는 이런 일본의 역사까지 세세히 소개하며 이번 사태를 건설적으로 해결하고 한일 협력을 강화해야 한다는 점을 거듭 강조했다./연합뉴스
중국·대만산 원료로 가공한 국내업체 제품 대상…"중장기 대책도 마련"삼성전자와 SK하이닉스 등이 일본 정부의 대(對)한국 소재 수출 규제에 대응해 핵심 소재의 국산화를 비롯한 대체 조달 방안을 집중 모색하고 있는 것으로 17일 알려졌다.그러나 양국 소재 기술의 격차로 인해 생산공정에 당장 적용하는 것은 사실상 불가능하다고 판단하고 대안 마련에 총력을 기울이는 것으로 전해졌다.복수의 업계 관계자는 이날 "국내 반도체, 디스플레이 생산업체들이 국산 불화수소 등의 품질 테스트를 진행하고 있는 것으로 안다"면서 "이전에도 이런 노력은 계속 있었지만 최근 사태로 속도를 높이는 분위기"라고 전했다.삼성전자와 SK하이닉스 등이 테스트하는 것은 대부분 중국이나 대만 등에서 핵심 원료를 수입한 뒤 이를 가공·생산하는 국내 업체들의 소재 품목인 것으로 알려졌다.앞서 일본 닛케이도 전날 삼성전자와 SK하이닉스가 일본산 외의 불화수소에 대한 품질 테스트에 착수한 것으로 알려졌다고 전한 뒤 "삼성은 품질과 납기에 철저한 일본 기업과의 관계를 중시했으나 이번 일본 정부의 수출 규제로 인해 생각이 바뀌었다"고 보도했다.다만 "일본산 외의 제품을 사용할 수 있을지에 대한 판단은 2∼3개월가량 걸릴 전망"이라고 덧붙였다.실제로 삼성전자와 SK하이닉스는 최근 테스트 결과 국내 업체가 생산한 핵심 소재가 일본 제품과 상당한 품질 격차가 있으며, 이를 채택하더라도 실제 적용까지는 최소 3개월 이상 걸릴 것으로 판단한 것으로 알려졌다.한 업계 관계자는 "수십년간 기술을 축적해온 일본 업체를 당장 대체할 수 있는 국내 기업을 찾는 것은 사실상 불가능하다"면서 "그러나 이번 사태를 계기로 중장기적인 대책을 마련할 것"이라고 말했다.그러면서 "국산화 테스트는 말 그대로 테스트일 뿐이며, 상황이 더 악화할 것에 대비해 여러 경로를 통해 대책을 마련하고 있다"고 덧붙였다.이번 사태와 관련, 삼성전자 이재용 부회장은 지난 7일부터 12일까지 도쿄(東京)에 머물면서 대응 방안을 모색했으며, SK하이닉스 김동섭 대외협력총괄 담당 사장도 일본의 원자재 협력업체들을 방문하기 위해 지난 16일 출국했다./연합뉴스
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