1. 제목: 초절전 고성능 미래 반도체 나노소자 기술정보 수집 (해외첨단기술동향 전문가조사단파견사업)
2. 사업의 목적 및 필요성
○ 1960년대 이후 반도체 기술의 발전을 주도했던 미세화 일변도의 기술 발전이 한계에 도달했다는 인식이 확산되고 있음. 이러한 위기의식을 토대로 미세화 기술의 한계를 극복하고, 초저전력 컴퓨팅기술을 구현할 수 있는 차세대 로직소자 및 연산기술 개발 경쟁이 본격화되고 있음
- 최근 IBM은 202
요약문
1. 제목: 초절전 고성능 미래 반도체 나노소자 기술정보 수집 (해외첨단기술동향 전문가조사단파견사업)
2. 사업의 목적 및 필요성
○ 1960년대 이후 반도체 기술의 발전을 주도했던 미세화 일변도의 기술 발전이 한계에 도달했다는 인식이 확산되고 있음. 이러한 위기의식을 토대로 미세화 기술의 한계를 극복하고, 초저전력 컴퓨팅기술을 구현할 수 있는 차세대 로직소자 및 연산기술 개발 경쟁이 본격화되고 있음
- 최근 IBM은 2025년 이후, 스케일링 기반 반도체 기술의 종말과 7nm노드 기술이후 post CMOS 기술시대의 도래를 예측하고, 기존 반도체 기술의 패러다임을 획기적으로 전환, 스케일링 없이도 낮은 전압에서 동작하는 초저전력, 고성능 연산 기술 개발을 선언. 이로써 7nm이후 스케일링의 한계를 극복하면서도, 차세대 ICT 기술 (스마트폰, 스마트 워치, 접는 노트북 등)에 적용 가능한 신개념 반도체 소자 원천기술 선점을 위한 본격 경쟁이 시작됨
○ 미래 ICT 기반산업에서의 선도적 위치를 고수하기 위해서는 차세대 혁신소자기술의 개념을 조기에 도출/검증하고, 이를 기반으로 광범위한 지적재산권 보호망을 선점하는 것을 최우선으로 하는 대책수림이 시급해짐
- 차세대 반도체 기술은 사물인터넷, 유비쿼터스화된 정보처리에 적합하도록 초저전력 연산체계를 지원할 수 있는 기술이 필요하다는 점에는 개략적인 공감대가 형성되어 있으나, 구체적인 소자기술, 아키텍쳐에 대해서는 ITRS 등 기존 로드맵이나 기술 컨소시움들이 체계적인 방향을 제시하지 못하고 있음
- 최근 반도체 분야에 연구투자가 감소되고, 반도체 주생산국 간의 기술장벽이 높아지고 학술교류가 비 활성화되면서 미래기술동향 예측이 더욱 어려워짐
- 효율적인 중장기 연구개발/투자방향을 수립하기 위해서는 전 세계 반도체 분야의 기술개발 추진현황을 정밀하게 분석할 필요가 있음
- 2020년대 새로운 패러다임 전환으로 창출될 신개념 반도체기술은 해외 선진 업체 주도에 의해 형성된 기존의 market에 국내 반도체 산업이 공정 최적화를 통해 진입했던 기존의 방식과 달리 아직 타국에서도 기술적 우위를 확보하지 못한 초기 상태이므로 집중적인 연구 개발을 통한 IP 확보가 가능함
- 이를 위해 지금까지의 추격형 연구와는 달리, 패러다임 전환기 이후 반도체 분야에서의 주도권을 유지·선점하는 것을 목표로 한 선도적인 연구개발 지원/추진 전략을 수립하는 것이 매우 시급함
3. 사업의 내용 및 범위
○ 전 세계 반도체 분야의 기술개발 추진현황을 정밀분석하고, 이를 기반으로 한국형 차세대 반도체 기술 로드맵 및 중장기 연구개발 전략을 수립한 후, 반도체 분야에서의 주도권 유지·선점을 위한 선도적인 연구개발 추진계획을 제시함
① 전 세계 초절전 고성능 미래 반도체 나노소자의 기술개발 추진현황 정밀분석
- 미국, 유럽, 일본의 미래 반도체 소자 기술 연구개발 추진현황 분석
- 해외 주요 R&D 프로그램 director급 면담 및 설문조사
- 대형 R&D 프로그램 개발 목표 및 추진체계 조사
② 미래 반도체 분야 해외 연구개발 추진체계 연구
- 해외 반도체 연구개발 정부지원 우수사례 조사
-NRI, FCRP, SRC등 미국형 연구프로그램과 JST-CREST/FIRST 등 일본형 연구프로그램, ESCC, ECSEL 등 유럽형 연구프로그램의 장단점 비교
③ 미래 반도체 핵심기술의 중장기 연구개발 지원방안 도출
- More Moore 및 More than Moore 기술개발 전략 도출
- 인프라 확충, 연구개발 지원, 국제협력의 세분화된 추진 제안
4. 정보조사 결과
○사물인터넷에 기반한 초연결사회 정보인프라 기반기술 탐색 및 개발 전략 수립
- 사물인터넷 도입에 의해 스마트 홈, 스마트그리드, 스마트 카, ubiquitous health care, 동영상등에서 발생되는 정보처리 수요 폭증예상 (최대 백만배)
- 이에 따른 데이터의 전송, 연산, 응용에 엄청난 에너지가 소모될 것으로 생각됨
- 현재의 컴퓨팅 체계로는 미래 에너지 수요를 감당할 수 없기 때문에, 소자, 아키텍쳐, 시스템등 전 분야에 걸쳐 초절전 연산체계로의 패러다임 전환 필요
- Intel은 이미 초저전력 network server분야에서 시장의 95%를 장악하는 등, 이 분야가 미래 정보기반산업의 핵심 시장이 될 것으로 예측하고 집중 투자 중임
○나노소자 분야에서의 대용량 데이터 처리관련 기술 연구동향 분석
- 현재의 반도체 기술은 빠르면 10nm 노드 (향후 3년이내), 늦어도 7nm 노드 (향후 6년이내)에서 cost-performance cross over가 일어날 것으로 예측됨
- 따라서, 성능을 향상시키기위해 필요한 비용을 억제하면서도 초저전력 시스템을 구성하기위해 현재와는 전혀 새로운 나노전자소자 및 아키텍쳐 기술이 필요해짐
- 미국은 exa scale computing, sustainable computing technology란 개념으로 이 분야의 미래 원천기술에 대한 전반적인 연구가 활발히 진행되고 있음
- 본 기획과제에서는 초연결사회 도래에 대비하여, 나노전자소자 분야에서의 패러다임 전환 기술을 탐색하고, 국내 실정에 맞는 개발 전략을 수립하였음
○미래 반도체 산업의 패러다임 전환에 대비한 대안기술 개발전략 수립
- 우리 나라는 scaling 기반 공정기술에서의 우세를 바탕으로 시장을 확보해왔음
- 미국, 유럽, 일본 등에서는 차세대 scaling기반 기술은 물론 scaling을 필요로 하지 않는 새로운 형태의 정보처리기술을 개발하기위해 대형 중장기 연구프로그램들을 다수 운영중임
- 국내 산업계가 주로 이용해온 IBM alliance, SEMATECH, IMEC 등의 기술도입선이 기술개발을 포기하거나, 매우 부진한 상황이어서, 독자기술개발의 필요성이 대두되고 있음
- 초저전력, 고성능을 구현하기 위한 패러다임 전환형 기술의 선제적 도입여부에 따라 초연결사회의 기반산업인 반도체 산업의 미래도 크게 영향을 받게 될 것임
5. 정보조사의 활용계획
○차세대 초저전력 나노소자 기술개발 사업에 대한 정부지원의 타당성 입증 및 근거자료로 활용
- 미래 반도체 기술 경쟁력 확보를 위한 중장기 연구개발 로드맵 확보
- 선도기술 개발을 위한 미래기술 예측조사를 통해 집중지원이 필요한 핵심기술 분야를 선정, 한정된 예산의 효율적 사용
- 연구인적자원의 제약, 인프라의 제약 등 미래반도체 분야의 특수성을 고려한 최적 사업 추진체계를 개발, 연구개발 프로그램의 효율 극대화
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.