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[애플경제 진석원 기자] 차기 반도체 시장의 패러다임을 바꿀 기술인 지능형 반도체(PIM) 개발이 본격적으로 속도를 낼 것으로 보인다. 과학기술정보통신부는 13일, 정보통신기술 원천 연구 개발에 대한 투자를 대폭 확대한다고 밝혔다. 총 투입 예산은 904억원으로 양자컴퓨팅과 차세대 반도체, 초전도 분야가 핵심이 될 예정이다.

우선 97억원을 투자하여 미래 반도체 시장을 이끌 PIM(Process in Memory)개발을 본격적으로 착수한다. PIM은 기억 장치인 메모리와 연산 장치인 프로세서를 통합한 차세대 반도체 기술이다. 즉 메모리 안에 연산장치가 있는 것이다. 메모리에서 바로 연산을하고 다시 저장하기 때문에 속도와 전력 효율이 높다. 때문에 AI 구현을 위한 핵심 소재로 평가 받는다. 

과기정통부에 따르면 신구조의 메모리 소자와 메모리 소자에 신소재를 적용하는 등 창의적인 아이디어를 기반으로 PIM 소자를 개발할 예정이다. 연산과 기억을 동시에 수행하는 PIM에 최적화된 실리콘 기반의 신구조 메모리 반도체 소자와 어레이 기술이 개발된다. 또한 메모리 소자에 신소재를 적용해 성능과 안정성, 전력 효율을 끌어올리는 기술을 개발한다. 동시에 PIM소자 제작을 위한 실리콘 및 비실리콘 기반 단위 공정, 3차원 스택회로 및 어레이 기술 개발을 목표로 한다. PIM의 핵심 기술 개발을 위해 2028년까지 약 630억원이 투입될 예정이다. 한편 75억원의 예산으로 미래유망 화합물 반도체인 에피(Epi)의 소재와 소자, 공정 기술도 개발된다

양자컴퓨팅 연구의 인프라도 구축한다. 양자 컴퓨팅 분야는 긴밀한 국내외 협력을 통해 기술 격차를 좁히고 생태계 조성을 가속화한다는 계획이다. 양자 기술 격차를 빠르게 줄이기 위해 관련한 기술과 인프라를 집약하여 50큐비트 양자 컴퓨터를 개발한다. 양자 컴퓨터는 큐비트 하나에 0과1을 동시에 담아 여러 연산을 한번에 처리할 수 있다. 기존 디지털 컴퓨터는 정보단위(비트)하나에 0이나 1을 담을 수 있다. 이론적으로 양자컴퓨터는 큐비트 하나가 늘어나면 성능이 2배씩 늘어난다. 특정 문제를 해결하거나 연산을 할 때 기존 컴퓨터는 경우의 수를 하나씩 계산한다면 양자컴퓨터는 여러 경우의 수를 한꺼번에 계산한다. 

10억원의 예산으로 최고급 양자전문인력을 양성하는 양자정보과학 전문인력 양성센터도 운영될 계획이다. 또 60억을 투자하여 미국 내에 협력거점으로서 양자기술 협력센터를 설치하고 10여개의 공동연구센터도 연계하여 운영한다. 

올해에는 40억원을 투자하여 새롭게 초전도분야가 지원된다. 초전도란 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0에 이르는 현상으로 초전도 현상이 나타나는 도체를 초전도체라고 한다. 전기저항이 사라지면서 전류가 영구적으로 흐른다. 만약 극저온이 아닌 실온에서 초전도를 활용할 수 있다면 이는 전력과 에너지, 핵융합, 의료, 국방 등 다양한 산업에서 게임체인저가 될 것이다. 과기정통부는 다양한 산업의 게임체인저가 될 무절연 고온초전도 기술에 대해 4대 마그넷 원천기술 개발을 새롭게 지원한다고 밝혔다. 

과기정통부는 별도의 보도자료를 통해 “글로벌 기술패권 경쟁시대에 기술주권 확보를 위해 양자‧반도체 등 국가전략기술 투자를 지속 확대하면서 유망기술에 대한 선제적 발굴‧지원 체계도 강화할 계획”이라면서 “R&D 투자뿐 아니라 제도적 기반 마련 및 국제 협력체계 구축 등 전방위적으로 지원해 나갈 계획”이라고 밝혔다.