보도일시	2020. 1. 20.(월) 조간(온라인 1. 19. 12:00)부터 보도해 주시기 바랍니다.
배포일시	2020. 1. 19.(일) 09:00	담당부서	과학기술정보통신부 과학기술정보통신부 산업통상자원부	원천기술과 인공지능산업팀 반도체디스플레이과
담당과장	박진희(044-202-4540) 장두원(044-202-6280) 강감찬(044-203-4270)	담 당 자	박지영 사무관(044-202-4517) 임재현 사무관(044-202-6281) 김대영 사무관(044-203-4272)
유관기관	한국연구재단 송재용 단장(042-869-7730) 정보통신기획평가원 이유상 팀장(042-612-8660) 한국산업기술평가관리원 봉충종 팀장(053-718-8230)
차세대 지능형 반도체 1등 국가를 향한 도약이 시작된다. - 과기정통부·산업부,‘20년 891억원 등 10년간 1조원 투자 - - 인공지능 반도체, 주력산업용 첨단 반도체, 신소자, 미세공정 기술 등 핵심기술 개발 -

□ 세계 최고 수준의 인공지능(AI) 반도체, 주력산업용 첨단 반도체,저전력·고성능 신소자, 원자 수준의 미세공정 기술 등 미래 반도체 시장을 좌우할 핵심기술 확보를 위한 범부처 합동의 국가연구개발 사업이 ‘20년부터 본격적으로 추진된다.

ㅇ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 산업통상자원부(장관 성윤모, 이하 ‘산업부’)는 금년 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업의 착수를 위한 과제 기획을 완료하고, 1월 20일(월)부터 사업공고를 시행한다고 밝혔다.

ㅇ ‘20년 정부출연 891억원 등 향후 10년간 1조원이 투자될 동 사업은 소자, 설계, 장비·공정 등 기술개발 전 주기를 아우르며,

- 과기정통부는 인공지능 반도체 설계 기술 및 신소자 기술 개발(‘20년 424억원)을, 산업부는 차세대 반도체 설계 기술과 장비·공정 기술 개발(’20년 467억원)을 담당한다.

□ 그간, 과기정통부와 산업부는 메모리 중심의 불균형적 산업 구조를 극복하고, 4차 산업혁명 도래에 따른 미래 반도체 시장의 변화에 대응하여 글로벌 경쟁 우위를 확보하기 위해 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업 추진에 힘을 모아왔다.

ㅇ ‘17년부터 공동으로 사업 기획을 추진하였으며, ’19년 4월 국가연구개발사업 예비타당성 조사가 통과됨에 따라 관련 기술개발을 위한 재원을 마련하였다.

【 ‘차세대 지능형 반도체 기술개발 사업’ 개요】

◇ (목표) 미래 수요대응, 신시장 선점을 위한 차세대 지능형 반도체 핵심ㆍ원천기술 확보

◇ (기간ㆍ금액) 과기정통부 4,880억원(‘20~’29), 산업부 5,216억원(’20～’26) 총 1조 96억원

* 최근 5년간 R&D 예타 사업 중 1조원 규모를 넘은 사업은 동 사업이 유일

◇ (주요내용) 전력소모 감소 및 고성능 구현을 위한 미래소자(과기정통부), 연산속도 향상을 위한 설계기술(과기정통부·산업부), 미세화 한계를 극복하는 원자단위 공정·장비 기술(산업부) 등

ㅇ 이후, ‘20년 본격적인 사업 추진을 위해 분야별로 외부 전문가들이 참여하는 과제기획위원회를 구성하고, 산학연 대상 기술 수요조사, 사전 의견수렴 등을 거쳐 분야별 최종 추진 과제를 확정하였다.

< 부처별 주요 추진내용 >

구분	과기정통부	산업부
분야	•(설계) 인공지능 프로세서(NPU 등), 초고속 인터페이스, SW 등 •(소자) 저전력·고성능 신소자 및 상용화 연계를 위한 집적‧검증 기술 등	•(설계) 경량 프로세서, 초고속 스토리지, 센서, 모뎀, 구동 및 제어기술 등 •(장비·공정) 원자단위 미세화, 수직 중첩기술 등

□ 분야별 세부적인 기술개발 추진방향은 다음과 같다.

❶ 인공지능 반도체 설계 기술 개발(과기정통부)

ㅇ 인공지능 반도체의 제품 완성도, 신뢰성, 활용성을 고려하여 인공지능 프로세서(NPU* 등), 초고속 인터페이스, 소프트웨어(컴파일러 등)를  통합한 플랫폼 기술을 개발한다.

* Neural Processing Unit(신경망처리장치) : 인간 뇌의 신경망을 모방해 대규모의 연산을 동시에 처리할 수 있는 인공지능 프로세서로서 인공지능 알고리즘 연산에 최적화 되어 있음

- 응용분야에 따라 서버·모바일·엣지 분야별 플랫폼 기술을 개발하고, 세계 최고 수준의 연산성능과 전력효율을 갖는 인공지능 프로세서(NPU 등) 등 글로벌 시장을 선도하는 혁신기술을 확보한다는 계획이다.

【서버분야 예】 (～’24) 100 TFLOPS AI 프로세서 개발 → (～’27) 200 TFLOPS AI

프로세서, 데이터센터를 위한 2,000 TFLOPS급 AI 서버용 딥러닝 모듈 개발 → (～‘29) 1,000 TFLOPS AI 프로세서(신소자 적용) 개발

※ 1 TFLOPS는 1초당 1조번의 연산처리 능력을 의미하며, 현재 글로벌 시장에서

상용화된 AI 프로세스의 최고성능은 15.7 TFLOPS 수준

- 개발된 플랫폼 기술은 설계전문기업(팹리스) 등이 다양한 제품 개발과 검증에 활용할 수 있도록 하여 인공지능 반도체 개발에 필요한 기간과 비용을 절감하도록 지원할 계획이며, 이를 위해 산·학·연이 참여하는 ‘플랫폼 커뮤니티’를 운영한다.

ㅇ 과제 수행기관은 플랫폼별 세부 과제간 연계성을 강화할 수 있도록 컨소시엄 방식*으로 선정하며,

* 서버/모바일/엣지 플랫폼별 총괄과제와 세부과제를 묶어서 하나의 컨소시엄 구성

- 기술력을 보유한 팹리스, IP 전문기업* 등의 참여, 기술개발과 연계한 최고급 인재 양성 등 인공지능 반도체 산업 생태계가 조기에 구축될 수 있도록 지원할 예정이다.

* 팹리스 및 파운드리 기업이 적용·활용할 수 있는 반도체 설계 자산(IP)을 제공하는 기업

❷ 신소자 분야 기술 개발(과기정통부)

ㅇ 신소자 분야는 기존 소자의 한계 극복을 위한 초저전력․고성능의 새로운 소자 개발을 목표로, 기술 패러다임 전환기에 글로벌 시장에서 선도 기술로 채택될 수 있는 원천 IP 확보가 가능한 분야를 중심으로 지원할 계획이다.

ㅇ 구체적으로 초저전력․고성능의 목표 구현을 위한 다양한 원리*의 신소자 원천기술 개발에 115억원, 개발된 기술의 조기 상용화 연계를 위한 집적․검증기술개발에 45억원, 창의적 아이디어 기반 도전적 기초기술**에 14억원을 지원한다.

- 특히 동 사업이 목표 지향적 사업임을 감안하여 신소자 원천기술의 경우 경쟁형 R&D 방식을 도입, 단계별(예: 3년, 5년차) 평가를 통해 지속 지원여부를 결정하고,

*  초저전압소자, 3차원 집적소자, 로직-메모리 융합소자, 두뇌모사 소자, 배선융합소자 등

** 개발기간 내 집적검증 등 상용화 연계 가능성은 낮지만 반도체 패러다임을 바꿀 와해성 혁신아이디어 지원 병행 (이 중 우수한 성과는 신소자 원천기술로 연계 가능)

- 5년차인 1단계 연구의 마무리 시점에서는 설계 분야와 공동연구 수준이 가능한 소자기술을 집중 발굴하여, 2단계에서는 본격적인 소자-설계 융합연구를 통해 초저전력의 인공지능 반도체를 구현할 예정이다.

❸ 차세대반도체 설계기술 개발(산업부)

ㅇ 자동차, 첨단 가전, 의료·바이오, 에너지, 첨단로봇 등 5대 전략 산업 및 공공 수요와 연계하여 시장에서 필요로 하는 시스템반도체(SoC) 설계기술을 개발하고

- 다양한 어플리케이션에 범용적으로 활용 가능한 ①경량 프로세서, ②스토리지, ③센싱, ④연결 및 보안, ⑤제어 및 구동 등 5대 핵심 요소기술을 개발한다.

ㅇ 금년부터 시작되는 대표 과제로는 5대 전략 산업과 관련된 ①안전한 자율주행을 위한 다종 신호처리 및 보안 기능이 강화된 차량 통신용 SoC, ②자가 화질 개선 및 AR/VR을 위한 통합 디스플레이용 SoC 등이,

- 공공수요 연계를 통한 안전한 국민생활 지원을 위한 과제인 ①5G 기반 범죄예방을 위한 전자발지용 SoC, ②지하 매설시설의 가스 누수 감지를 위한 SoC 등이 있다.

ㅇ 사업 종료시점에는 세계 최고 수준의 고해상도 디스플레이 구동 SoC, 초고속 데이터 전송용 SoC, 초장거리 상황인지용 SoC 등 세계시장을 선도하는 혁신 기술 확보를 통해 시스템반도체 생태계 전반의 역량 강화를 뒷받침 할 계획이다.

【디스플레이용 SoC 예】

(～’22) 8K-120Hz급 → (～’26) 16K 240Hz 차세대 초고화질 AR/VR MicroLED용 SoC

※ K는 디스플레이 해상도 표시단위, 16K의 경우 현재 4K 영상의 16배의 고해상도를 의미

【초고속 데이터 전송용 SoC 예】

(～’22) 2.5GB/s급 → (～’26) 10GB/s급 고용량 데이터 처리용 이기종/다중 센서 인터페이스 통합 SoC

※ B/s는 초당 전송 데이터 전송속도 단위, 10GB/s는 1초에 100억 비트를 전송하는 속도

❹ 미세공정용 장비·공정기술 개발(산업부)

ㅇ 장비·공정 분야에서는 반도체 제조 경쟁력의 핵심인 공정 미세화를 위한 미세공정용 장비·부품 기술을 개발한다.

- 금년부터 대표적으로 ①차세대 메모리, 고집적 시스템반도체 제조를 위한 원자 레벨 증착 장비 및 자동 검사 기술, ②차세대 고집적 패키지를 위한 열처리 및 중성자에 의한 소프트웨어 에러 검출기술 등을 개발한다.

ㅇ 사업 종료시점에는 세계 최고 수준의 반도체 제조용 10나노 이하 공정 장비와 3D 패키지 장비 기술 확보를 통해 반도체 산업 전반의 경쟁력 강화를 뒷받침할 계획이다.

【공정장비 예】

(～’22) 100 Å이하급 → (～’26) 50 Å이하급 원자수준공정 증착 장비 핵심기술 확보

※ 1 Å는 반도체에서 전기를 흐르게 하는 물질의 크기로 0.1nm를 의미

ㅇ 장비·공정과 설계 분야간 연계 강화를 위해 본 사업 진행과정에서 확보된 장비·공정 기술을 활용한 반도체 설계기술 개발도 향후 지원할 예정이다.

* (예시) 「100단 이상 3D NAND 증착 기술 및 100Å급 이하 III-V, Ge on Si 저온 선택적 에피 증착 장비」 등 반도체 공정장비 고도화(4년차 완료) 기술을 활용한 엣지 시스템 메모리 솔루션 기술개발 지원

ㅇ 과제를 통해 개발된 기술이 최종 사업화 성과로 이어질 수 있도록 설계전문기업(팹리스)과 수요기업간 협력 플랫폼(얼라이언스 2.0*)을 적극 활용하고,

* 자동차, IoT가전·바이오·에너지·로봇 분야 반도체 수요기업과 팹리스 기업 참여

- 대기업의 양산라인 등을 활용해 중소기업의 소재·장비를 검증하는 성능평가 사업*과도 연계를 강화할 예정이다.

* 소재부품기술기반혁신 內 양산성능평가 : ‘20년, 400억원

□ 아울러, ‘차세대 지능형반도체 기술개발’ 사업의 분야 간 연계․협력 및 민간 중심의 사업 수행 강화를 위해 단일 사업단을 구성하여 체계적으로 사업을 관리해 나갈 계획이다.

ㅇ 사업단은 부처별 연구개발 전문기관*과 사업 기획․평가․관리 분야별 역할을 분담하여 공정성 및 전문성을 확보하고 성과관리 등의 효율성도 제고한다.

* 과기정통부 : 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 산업부 : 한국산업기술평가관리원

ㅇ 또한, 사업단장은 반도체 전반에 대한 지식과 R&D 경험을 보유한 외부 전문가로 위촉하고, 과제 기획 및 관리, 성과 확산 등의 역할을 수행한다.

□ 과기정통부 최기영 장관은 “인공지능 반도체는 AI 시대 글로벌 주도권 경쟁의 핵심이자 격전지로, 아직 압도적 강자가 없는 산업 초기 단계이므로 한발 앞서 핵심기술을 확보한다면 세계시장을 선도할 수 있는 기회가 존재한다”며,

ㅇ ”정부의 선도적인 투자와 민간의 역량을 결집하여 세계 최고 수준의 인공지능 반도체를 개발하고 유능한 인재의 유입, 민간투자 촉진 등 반도체 산업에 새로운 붐을 일으켜 우리나라가 인공지능 반도체 1등 국가로 발돋움하도록 지원하겠다“고 밝혔다.

□ 산업부 성윤모 장관은 ”시스템반도체는 4차 산업혁명 실현을 위한 핵심부품으로 미래차·바이오와 함께 우리의 미래 먹거리를 책임질 3대 신산업 중 하나“임을 강조하고,

ㅇ “메모리반도체 분야 세계 1위 기술력, 대형 수요기업 보유 등 우리가 보유한 강점을 잘 활용하고, 팹리스 육성, 인력양성 등과 함께 차세대 반도체 분야 핵심기술 확보를 집중 지원해 메모리 강국을 넘어 종합 반도체 강국으로 도약하겠다”고 밝혔다.

□ 한편, 동 사업의 공고일은 ‘20년 2월 28일까지 40일간 진행되며, 평가를 통해 수행기관을 선정한 후, 금년 4월부터 본격적인 기술개발에 착수할 예정이다.

ㅇ 과제별 기술제안서 및 공고문 등 자세한 내용은 정보통신기획평가원(www.iitp.kr/인공지능 반도체 설계 분야), 한국산업기술평가관리원(www.keit.re.kr/차세대 반도체 설계, 장비․공정 분야) 홈페이지에서 각각 확인할 수 있으며, 사업설명회는 1.29일(산업부), 1.31일(과기정통부)에 분야별로 각각 개최될 예정이다.

※ 신소자분야 : 세부과제 기획 및 검토를 거쳐 2월 중 별도 공고 (3월 평가, 4월 기술개발 착수 예정)

	이 자료에 대하여 더욱 자세한 내용을 원하시면 과학기술정보통신부 박지영 사무관(044-202-4517), 임재현 사무관(044-202-6281), 산업통상자원부 김대영 사무관(044-203-4272)에게 연락주시기 바랍니다.

참고		인공지능 반도체 개요

□ 인공지능 반도체는 “인공지능을 필요로 하는 일을 효율적으로 수행해주는 반도체”로 정의

ㅇ 저전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리하여 인공지능 기술(딥러닝 등) 구현에 최적화되어 있는 반도체

구분	기존 반도체	인공지능반도체
기술 특징	데이터를 프로그램대로 순차적 처리	인간의 뇌처럼 기억, 연산을 대량으로 동시(병렬) 처리
구조	<순차 선형 신호처리>	<대규모 병렬 비선형 신호처리>
반도체블럭도 (예시)	< 모바일용 기존 반도체 >	< 모바일용 인공지능반도체>

ㅇ 해외에서는 AI semiconductor, AI chip, AI processor 등 용어를 사용

구 분	관련내용
미국 반도체 공업협회(SIA)	AI semiconductor : 머신러닝을 위해 높은 성능과 많은 메모리를 갖는 프로세서
IEEE	AI chips : 인공지능 알고리즘을 실현하는 핵심 반도체 기술
Gartner	AI processor : 인공지능 알고리즘을 연산하는 기능을 갖는 반도체