전체메뉴

“앞으로 다가올 ICT 산업의 변화 속 반도체의 미래를 전망했고 더 나은 ICT 세상을 구현하기 위해 SK하이닉스는 기술/사회/시대적 가치를 담아 기술 개발에 매진하며 경제적 가치(EV, Economic Value)와 함께 사회적 가치(SV, Social Value)를 동시에 추구하겠다”

이석희 CEO를 비롯한 SK하이닉스의 최고 경영진들이 파이낸셜 스토리(Financial Story)1)를 알리기 위해 발 벗고 나섰다.

이석희 CEO는 22일(한국시간) IEEE IRPS 기조연설에 나서 SK하이닉스가 추구하는 파이낸셜 스토리를 업계 전문가들과 공유했다.

IEEE IRPS(International Reliability Physics Symposium, 국제신뢰성심포지엄)은 미국, 유럽, 아시아 등 전세계 반도체, 통신, 시스템 등 마이크로일렉트로닉스 엔지니어와 과학자들이 신뢰성 분야에서 새롭고 독창적인 연구 성과를 공유하는 59년 역사의 권위 있는 프리미어 컨퍼런스다.

지난 1월 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 국제전기전자학회)의 소비자기술소사이어티(CTSoc)가 수여하는 ‘2020 IEEE CTSoc 우수리더’로 선정된 이석희 CEO는 이날 ‘미래 ICT 세상을 향한 메모리반도체 기술의 여정(Memory’s Journey towards the Future Information & Communications Technology World)’을 주제로 기조연설을 진행했다.

이석희 CEO는 “코로나 19로 인해 이전부터 진행돼온 4차 산업혁명의 디지털 대전환이 가속되고 있다. 정보통신기술 기반 원격교육, 재택근무 등 비대면 활동들이 일상화되면서 최근 데이터 사용량이 급증하고 있다”며 “특히 5G, 자율주행 자동차, AI 등 새로운 기술의 발전은 실시간으로 생성되고 소비되는 데이터의 폭발적인 증가를 촉발하고 있어 전세계 데이터센터 시장은 지속 성장하고 있고 여기에 필수적으로 요구되는 DRAM과 NAND의 수요 또한 대폭 증가할 것으로 예상되고 있다”고 밝혔다.

이처럼 서버, PC, 모바일 기기에 단순하게 사용되던 메모리반도체는 이제 다양한 기술 혁신 속에서 기능이 다변화되고 확대되는 추세다. 이런 이유로 앞으로 메모리반도체는 정보를 저장하고 처리하는 것 이상의 역할을 수행하며 미래 ICT 세상에서 중심적인 역할을 하게 될 것이라고 이 CEO는 강조했다.

또 그동안 메모리반도체 산업이 다양한 애플리케이션과 고객의 니즈(Needs)에 대응하기 위해 ‘고용량(High Density), 초고속(High Speed), 저전력(Low Power)’ 구현에 집중해 왔다면 앞으로 ‘4차 산업 혁명의 디지털 대전환’ 속에서 스마트ICT 환경에 적합한 기술혁신을 이루기 위해서는 높은 수준의 신뢰성(Reliability)을 갖추는 것도 중요하다고 설명했다.

아울러 이제 기업은 우리를 둘러싼 이해관계자의 페인 포인트(Pain Point)를 해소하는 즉, 에너지 부족, 기후변화 등 다양한 사회문제 해결에 앞장서야 하는 시점인 만큼 메모리반도체 산업은 지금까지 제공해온 전통적인 가치에 더해 기술을 통해 더 나은 세상을 만들어야 한다는 시대적 소명 앞에 놓여 있다고도 밝혔다.

나아가 SK하이닉스는 파이낸셜 스토리를 추구하며 첨단기술로 더 나은 세상을 만들어 나가겠다는 의지를 강조했고 반도체 생태계에 속해 있는 모두의 공감과 지지, 그리고 동참을 제안했다.

그는 “과거 미세화 경쟁 시대에는 주요 협력사와 수직적 관계로 기술 완성도와 생산성 문제를 해결해왔다면 이제는 반도체 산업 생태계를 구축하고 있는 다양한 파트너들이 협력적인 동반자 관계를 맺어가야 하는 시대가 됐다”며 “고객(Customers)과 협력사(Suppliers)와의 협업을 기반으로 개방형 혁신(Open Innovation)4)을 지향하는 동반자적 관계를 구축하는 것이야말로 경제적 가치와 사회적 가치를 동시에 추구하는 새로운 시대를 만들 수 있는 방법”이라고 강조했다.

이어 “SK하이닉스는 기술 개발에 기술/사회/시대적 가치를 담아 우리 삶의 질을 향상시키고 환경 문제 해결에 적극적으로 동참하는 한편 구성원 및 이해관계자의 행복 추구를 통해 더 나은 ICT 세상을 만들어가겠다”며 “기술을 바탕으로 시대정신을 구현하고 사회적 가치를 추구하는 데 동참해주시길 부탁한다”고 전했다.

이 CEO는 SK하이닉스가 기술로 더 나은 미래를 만들기 위해 준비 중인 다양한 경영 전략을 공유했다. 특히 디지털 대전환(DT, Digital Transformation) 시대에는 기술적 가치(Scaling Value), 사회적 가치(Social Value), 시대적 가치(Smart Value)가 반도체 기술 발전을 견인하게 될 것이라고 강조하며 이를 실현하기 위해 분야별로 회사가 진행 중인 다양한 노력과 함께 신뢰성을 높이기 위한 방안도 발표했다.

‘기술적 가치(Scaling Value)’는 DRAM/NAND Tech. 진화를 위한 물질과 구조의 혁신 그리고 신뢰성 문제를 해결하며 산업과 고객의 요구에 부응하는 것을 의미한다.

이 CEO는 이러한 목표를 달성하기 위한 핵심과제로 DRAM은 패터닝(Patterning) 한계 극복, Cell Capacitor 용량 확보, 저(低)저항 배선 기술 확보를, NAND는 HARC(High Aspect Ratio Contact) Etch 기술 확보, Cell Dielectric 특성 확보, Film Stress 문제 해결을 꼽았다.

이 CEO에 의하면 DRAM 분야에서는 먼저 패터닝 한계 극복을 위해 EUV(Extreme Ultra Violet, 극자외선 노광장비)를 도입하고 안정적인 EUV 패터닝을 위한 소재 및 감광액(Photoresist) 개발, 불량 관리 등 생산성 향상에 만전을 기하고 있다.

또 셀 용량(Cs, Cell Capacitance)을 확보하기 위해, 유전체 두께 미세화, 높은 유전율의 새로운 소재 개발, 그리고 셀 구조의 혁신을 꾀하고 있다. 아울러 저저항 배선 기술을 확보하기 위해 차세대 전극/절연 물질을 모색하며 새로운 공정을 도입하고 있다.

아울러 차량용 반도체처럼 고도의 신뢰성이 요구되는 응용처에는 소프트 에러(Soft Error)에 대한 내성을 높이기 위해 최적화된 공정 기술을 적용해 이를 극복하고 있다.

NAND 분야에서는 업계가 요구하는 고용량 기술을 실현하기 위해 높은 A/R(Aspect Ratio, 종횡비)을 구현할 수 있는 Etching(식각)기술 확보에 집중하고 있다. 또 전하를 효율적으로 저장하고 필요할 때 내보낼 수 있는 셀의 특성을 더 향상하기 위해 ALD(Atomic Layer Deposition) 기술을 도입하는 한편 유전체 물질 혁신을 통해 전하를 일정량 이상 균일하게 유지하는 기술도 개발 중이다.

Film Stress 문제 해결을 위해 박막(Film)에 가해지는 기계적인 스트레스 레벨을 관리하는 동시에 Cell Oxide/Nitride(ON) 물질 최적화도 진행하고 있다. 이에 더해 한정된 높이에 더 많은 Cell을 적층하면서 발생하는 Cell 간의 간섭 현상과 전하 손실(Charge Loss)을 개선하기 위해 isolated-CTN구조를 개발해 신뢰성을 높이고 있다.

이 CEO는 “DRAM과 NAND 각 분야에서 기술 진화를 위해 물질과 설계 구조를 개선하고 있으며 신뢰성 문제도 차근차근 해결해가고 있다”며 “이를 바탕으로 성공적인 플랫폼 혁신이 이뤄진다면 향후 DRAM 10나노미터(nm) 이하 공정 진입, NAND 600단 이상 적층도 가능하다”고 말했다.

‘사회적 가치(Social Value)’는 기술을 이용해 경제적 가치뿐만 아니라 에너지, 질병, 환경 문제 등 다양한 사회 문제 해결에 기여하고 이를 통해 사회적 책임을 다하는 것을 뜻한다.

앞으로 환경 문제, 에너지 부족 문제 특히, 기후변화가 더 심각해질 것으로 예상된다. 따라서 범지구적으로 지구온난화의 주범인 온실가스 배출량을 줄이기 위해 유럽, 미국, 중국을 포함한 많은 나라에서 넷제로(Net-Zero) 달성을 선언했다.

현재의 HDD(Hard Disk Drive) 기반 데이터 저장 시스템과 전력 생산 기술로는 갈수록 악화되는 지구 환경을 개선하기 어려운 것이 현실이다. 이에 메모리반도체 산업이 기술 혁신에 더욱 박차를 가해 이러한 문제 해결에 집중해야 한다고 역설했다.

SK하이닉스는 전세계 모든 데이터 센터의 HDD를 2030년까지 저전력 PLC/QLC 기반 SSD(Solid State Drive)로 교체한다면 BAU(Business As Usual) 기준 4100만 톤의 온실가스 배출량을 감축할 수 있고, 이를 통해 38억 달러 이상의 사회적 가치를 창출할 수 있다고 예상하고 있다.

폭발적으로 증가하고 있는 데이터를 빠른 속도와 저전력 특성을 갖춰 연산해야 하는 사회적 요구에 따라 컴퓨팅과 메모리 체계도 변화하고 있다. 이에 따라 메모리는 속도나 저전력 등 하나의 특성에 더 특화된 헤테로지니어스 메모리(Heterogeneous Memory, 이기종 메모리) 기술로 발전하고 있다고 설명했다.

대표적인 메모리 솔루션은 고속 처리를 위한 HBM(High Bandwidth Memory), 전력소모가 월등히 낮은 ULM(Ultra Low Power Memory), 새롭게 부상하고 있는 인터페이스 솔루션인 CXL(Compute Express Link) 메모리다.

이 CEO는 반도체 기술을 통한 사회적 책임은 여기에 그치지 않는다고 강조했다. 그는 “현재 솔루션만으로 나아가면 전세계에서 생산되는 에너지양의 한계에 도달하는 시점이 멀지 않을 것으로 예상된다”며 “이러한 문제를 해결하기 위해 에너지 소비를 크게 절감하면서도 동시에 컴퓨팅 성능 향상이 가능한 새로운 솔루션을 지속 제공하겠다”고 밝혔다.

‘시대적 가치(Smart Value)’는 디지털 대전환 이후의 시대에 부합하는 지능형 메모리 솔루션을 완성해 다가올 새 시대를 준비하는 것을 의미한다. 미래에는 AI 기술을 기반으로 모든 기기가 통합돼 우리 주변 모든 것에 스마트 ICT 기술이 사용되는 세상이 될 것이다. 이는 반도체, AI, 통신 기술들이 융합하여 훨씬 적은 전력으로 더욱 빠르게 모든 사회가 연결되는 초연결시대(Hyper Connected Era)를 의미한다.

이 같은 미래에 대비하기 위해 현재 SK하이닉스에서 진행되고 있는 ‘파괴적 혁신’을 소개하면서, 포스트 폰 노이만(Post Von Neumann) 시대 메모리반도체의 진화 방향도 함께 제시했다.

이 CEO는 우선 AI 기술을 기반으로 모든 기기가 통합되는 New ICT 시대의 메모리반도체는 성능 한계 극복을 위해 메모리와 처리장치(Logic)가 융합되는 방향으로 발전할 것이라고 전망했다.

이는 DRAM의 기능에 CPU의 일부 연산 기능을 부여하는 것을 의미한다. 즉, HBM(High Bandwidth Memory) 단계에서는 CPU와 Memory 간 채널을 증가시켜 속도를 높였다면 PNM(Process Near Memory)은 하나의 모듈 내에서 CPU와 메모리가 존재해 속도를 높이게 된다. 이후 PIM(Process In Memory)은 하나의 패키지 내에 CPU와 Memory가 존재해 더욱 빨라질 것이며 궁극적으로 CIM(Computing in Memory)은 하나의 다이(Die) 내에 CPU와 Memory가 결합되어 더 빠르고 높은 성능의 시스템 구현이 가능해지게 된다는 것.

나아가 포스트 폰 노이만 시대의 컴퓨팅 메모리 기술은 뉴로모픽(Neuromorphic) 반도체로 스토리지 기술은 DNA 반도체와 같은 형태로 통합(Integration)될 것이라 전망했다.

이는 인간의 뇌를 구동하는 최소한의 전기 에너지만으로도 초고속 연산과 저장이 가능하다는 것을 의미한다. 그렇게 되면 수 만평 규모의 데이터센터를 운영하지 않고도 작은 방 하나 면적에서 동일 규모의 데이터를 저전력으로 저장하고 처리할 수 있게 될 것이며 이를 통해 진정한 Smart World 구현이 가능할 것이라는 의견을 피력했다.

이 CEO는 “SK하이닉스는 메모리반도체의 변화에 대응하기 위해 진화의 길(evolutionary path)과 혁신(revolutionary path)의 길을 걸어가며 미래를 준비하고 있다”며, “Conventional Memory에는 기술적 가치(Scaling Value)를, Next Generation Memory와 Intelligent Memory에는 사회적 가치(Social Value)를, 그리고 포스트 폰 노이만 시대에는 시대적 가치(Smart Value)를 담기 위해 더욱 활발히 연구개발에 매진하겠다”고 미래를 위한 의지를 강조했다.