파운드리서 삼성이 추격중인 대만 TSMC 공정 안정화에 활용
국가 의료·제약 등 신산업분야에도 기여…경제·고용창출 기대 충북 청주에 건립될 차세대 방사광가속기가 국내 핵심소재 연구개발을 촉진해 한국의 세계 반도체 산업 주도권을 강화해 줄 전망이다. 향후 메모리반도체 등 글로벌 선도 업종과 파운드리(위탁생산) 등 유망 분야의 경쟁력 강화의 기초가 될 것으로 기대된다.
방사광가속기는 전자를 빠르게 가속해 발생하는 '방사광'을 활용해 일반 현미경으로 볼 수 없는 미세물질의 세계를 정밀하게 분석할 수 있는 장비다. 이를 활용한 연구 성과는 반도체·디스플레이, 신소재, 에너지, 바이오·제약 등 산업의 동력이 될 수 있다.
앞서 반도체 위탁생산(파운드리)에서 세계 1위인 대만 TSMC가 연 1000시간 이상 방사광가속기를 활용해 미세공정 양산 기술을 안정화했고, 미국 스탠퍼드대는 방사광가속기를 활용한 단백질 구조분석 성과로 조류독감 치료제 '타미플루'를 만드는 데 기여하기도 했다.
해외 주요국은 이미 방사광가속기 인프라를 반도체 등 첨단산업에 활용해 성과를 얻고 있는 가운데 우리는 그간 포항에서 운영된 방사광가속기로서는 늘어나는 산업·연구계 수요에 대응하기 어려웠다. 소재 경쟁력을 갖춘 일본이 작년 갑자기 주요 소재 수출을 제한하면서 방사광가속기 구축 논의가 급물살을 탔다.
과학기술정보통신부는 올해 3월 관련 로드맵을 확정하고 지자체 의향서 접수, 심사를 거쳐 청주를 차세대 다목적 방사광가속기 구축 부지로 선정했다. 5월 예비타당성 조사를 신청해 늦어도 2022년 방사광가속기를 착공하고 2028년 운영을 목표로 하고 있다.
반도체 업종 첨단 소재·미세공정 기술 선도 촉매로 활용
국내에선 경북 포항에 2기의 방사광가속기를 운영 중이었지만 시설 노후와 성능 저하, 이용자 포화 등으로 수요 대응에 한계에 달한 상황이다.
정부는 작년 4월 시스템반도체·바이오·미래차 등 3대 분야 중점 육성을 발표했지만 지난 2017년 국가과학기술심의회 의결대로 당분간 대형가속기 추가구축은 검토하지 않기로 한 상태였다. 그러다 작년 일본에서 삼성전자 반도체 첨단미세공정인 극자외선(EUV) 공정용 소재 '포토레지스트' 등의 한국수출을 규제하면서 정부도 관련 소재 분야 핵심 인프라인 방사광가속기 도입 필요성을 절감한 것으로 보인다.
청주에 만들어질 방사광가속기는 국내 반도체 기업의 글로벌 시장 경쟁력을 높여 줄 수 있다. 특히 위탁생산 분야 시장 점유율 세계 1위인 대만 TSMC를 상대로 한 삼성전자의 공정기술 선도 경쟁에서 기술 연구개발에 긍정적으로 작용할 전망이다.
삼성전자가 TSMC와의 싸움에서 의미 있는 실적을 거두려면 기술주도권을 잃지 않는 노력에 더해 장기적으로 선도 공정기술을 안정화해 실제 많은 위탁생산 고객을 확보해야 한다. 앞으로 들어설 방사광 가속기 활용 연구성과가 그 기반을 만들어줄 수 있을 것으로 기대된다.
TSMC는 이미 연간 1000 시간 이상 방사광 가속기의 빔라인을 활용하고 있다. 이를 통해 확보한 공정기술 안정화 노하우로 애플, 퀄컴 등 주요 반도체 설계 전문기업의 최신 칩 제조 의뢰를 지속 수주했다. 작년부터 올해 초까지 위탁생산 분야 2위 삼성전자와의 격차를 더욱 벌리고 있다.
삼성전자는 위탁생산 사업을 포함한 비메모리 반도체 분야 경쟁력을 높이기 위해 장기적인 계획을 세웠다. 작년 발표한 '삼성 반도체 비전 2030'에 따라 10년에 걸쳐 60조 원을 반도체 공정과 전문인력 확보에 투자하고 있다.
생산·부가가치 9.1조, 연간 고용 13.7만명 유발도 기대
방사광 가속기는 주력산업인 반도체 외에도 바이오, 의약, 2차전지 연구개발 발판과 국가 과제인 소재·부품산업 기반이 될 전망이다. 전체 산업과 지자체에 미칠 경제·고용 창출 등 파급 효과가 크다는 점에서도 기대를 모은다.
앞서 한국기초과학지원연구원은 지자체가 이를 유치 시 생산유발효과 6조7000억 원, 부가가치유발효과 2조4000억 원, 연간 고용창출효과 13만7000여 명을 기대할 수 있다는 전망했다.
방사광가속기를 유치한 청주시는 그 지리적 특성이 산업 연계에 효율적으로 작용할 전망이다. 방사광가속기 활용분야인 반도체, 의약품·의료기기, 화학물질 산업 기업 다수가 충북을 중심으로 한 중부권, 수도권에 집적돼 있고, 첨단분야 기업이 밀집한 경기도 판교 테크노밸리가 50분 거리다.
이밖에 방사광가속기 구축 예정지인 청주시 오창은 편리한 교통망 외에 오창과학단지, 오송생명과학단지, 반도체산업관련 기업과 바이오의약 및 바이오신약 분야 기업체가 집적돼 있고, 지진과 홍수 등 자연재해가 적으며 방사광가속기 설치에 적합한 단단한 화강암반 등 지질학적 요건도 갖췄다.
8일 과기정통부도 부지선정결과 발표 자리에서 청주를 선정한 배경으로 이 지역이 최종 경합한 나주시 등 타 지역대비 지리적 여건, 전문인력과 관련 기관·기업 등 연관 산업 형성 정도와 발전 가능성 면에서 나았던 것으로 판단했다고 밝혔다.
KPI뉴스 / 임민철 기자 imc@kpinews.kr
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