▲ 나노종합기술원이 개최한 ‘반도체 첨단패키징 전문가 포럼’에서 박흥수 원장(左 4반쩨)을 비롯한 참석자들이 기념촬영을 하고 있다.

AI, 고성능 컴퓨팅(HPC), 자율주행 등 신산업의 성장에 힘입어 차세대 반도체 수요가 급증하는 가운데, 국내 첨단패키징 산업은 기존 미세공정 한계 극복과 글로벌 경쟁력 확보라는 중대한 도전에 직면해 있다. 이에 전문가들은 300mm 기반 테스트베드와 공동 FAB 구축을 국내 첨단패키징 산업 경쟁력 강화의 핵심 과제로 지목하며, 국가 주도의 오픈 이노베이션 플랫폼 구축과 민관 협력 체계 강화를 통한 체계적 대응의 필요성을 강조했다.

나노종합기술원(원장 박흥수, NNFC)이 23일 서울 롯데호텔에서 ‘반도체 첨단패키징 전문가 포럼’을 개최했다. 포럼에는 박흥수 나노종합기술원 원장을 비롯해 차세대지능형반도체사업단 김형준 단장, 서울대학교 주영창 교수 등 반도체 전문가 총 30여명이 참석했다.

이번 포럼은 급증하는 차세대 반도체 수요와 미세공정 한계 극복, 그리고 미국과 유럽의 첨단 패키징 인프라 투자 확대에 대응하기 위해 국내 산·학·연·정 협력 실증 플랫폼 구축과 인프라 확보 방안을 모색하고자 전문가 의견을 수렴하기 위해 마련됐다.

그간 반도체 기술은 주로 미세 회로 패턴 구현 등 전공정 중심으로 발전해왔다. 하지만 AI, HPC(고성능 컴퓨팅), 자율주행차 등 신산업의 부상으로 반도체 산업 패러다임이 급변하고 있으며, 특히 고집적화·고대역폭 수요 확대로 인해 전통적인 미세공정의 한계가 드러나고 있다. 이에 따라 후공정인 패키징 기술이 반도체 성능과 에너지 효율을 좌우하는 핵심 요소로 자리 잡고 있으며, 단순 조립이 아닌 고도화된 기술 경쟁의 중심으로 부상하고 있다.

이에 이날 포럼에서는 반도체 첨단패키징 분야의 최신 기술 동향과 인프라 구축, 인력 양성 방안 등에 대해 심도 깊게 논의했다. 먼저, 현대차증권 노근창 센터장이 ‘첨단패키징 산업 및 기술 전망’을 주제발표 했다. 그는 NVIDIA의 Blackwell GPU와 HBM4 기술, TSMC의 CoWoS-L·SoIC·SoW 등 첨단 패키징 포트폴리오를 소개하며, TSMC와 NVIDIA의 협력 생태계를 중심으로 한 글로벌 첨단패키징 산업의 구조 변화를 집중 조명했다.

노 센터장은 “TSMC는 대만과 미국 양국에 패키징 팹을 확충 중이며, SoIC·SoW 기술은 기존 대비 수십 배의 전력 효율과 성능 향상을 실현한다”고 분석했다. 특히, NVIDIA·TSMC·Softbank가 공동 추진하는 ‘Stargate 프로젝트’는 40만 개의 GB200 칩을 기반으로 미국·일본에 대규모 AI 데이터센터를 구축하고 있어 이는 글로벌 패키징 경쟁을 가속화시키는 분수령이 될 것으로 내다봤다.

국내 산업 구조에 대해서는 한국은 메모리 중심의 대량생산체계에서 세계적 경쟁력을 보유하고 있으나, 시스템반도체 및 후공정 패키징 부문에서는 주요 글로벌 업체 대비 경쟁력이 미흡한 상황이라고 지적했다. 그러면서 “민관이 협력해 첨단패키징 기술에 대한 선제적 투자와 글로벌 생태계 연계를 확대해 견고한 생태계 조성이 시급하다”고 강조했다.

이어서 한국전자통신연구원(ETRI) 저탄소집적기술창의연구실의 최광성 실장은 ‘첨단패키징 R&D 상용화를 위한 인프라 대응 전략’을 주제로 발표했다. 최 실장은 300mm 웨이퍼 기반의 패키징 인프라 구축이 국내 반도체 산업의 글로벌 경쟁력 확보를 위한 핵심 전략임을 강조했으며, 이를 바탕으로 패널 레벨 패키징과 정밀 측정·검사 기술 확보가 뒷받침되어야 한다고 제언했다.

특히 최 실장은 정밀 검사 및 측정 기술 확보의 중요성을 강조했다. “패키징의 정밀도는 갈수록 높아지고 있지만, 실제로 그 정합성을 확인할 수 있는 검사 장비는 턱없이 부족하다”며, “아이맥 등 글로벌 연구기관은 패키징보다 검사 장비에 더 많은 투자를 하고 있다”며, 국내 산업계도 이에 대응한 기술 개발이 시급하다고 지적했다.

마지막으로 최 실장은 “우리는 10년 이상 글로벌 경쟁국에 뒤처져 있지만, 지금이 가장 빠른 시점”이라며, “300mm 기반 인프라, 패널 레벨 기술, 정밀 측정 역량을 중심으로 국가 차원의 전략적 대응이 필요하다”고 역설했다.

▲ 패널 토의에서 각계 전문가들이 국내 반도체 산업 경쟁력 강화를 위한 방안에 대해 모색하고 있다.

주제발표 이후 서울과학기술대학교 김성동 교수를 좌장으로 하는 전문가 패널 토의가 진행됐다. 토의는 △첨단패키징 기술 전략 △해외 인프라 벤치마킹 기반 국내 전략 △인프라 구축 및 운영 모델 등 반도체 산업의 현실과 과제에 대해 심도 있게 논의 했다.

패널에는 현대증권의 노근창 센터장, 한국전자기술연구원의 박세훈 수석, 앰코테크놀로지코리아의 황태경 팀장, 네패스의 김종헌 부사장, 한국팹리스산업협회의 한규민 본부장, NNFC의 오재섭 센터장이 참여했다.

엠코코리아 황태경 팀장은 “기술 개발 속도가 시장보다 앞섰던 과거와 달리, 이제는 시장이 기술을 추월하고 있다”며, “리서치 단계를 넘은 양산 가능한 기술로의 빠른 전환이 중요하며, 대형 패키지화는 명확한 글로벌 트렌드”라고 진단했다.

패널들은 300mm 기반의 테스트베드와 공동 FAB 구축을 핵심 과제로 지목했다. 네패스 김종헌 부사장은 “산업 내 모든 관심과 역량을 한 곳으로 모을 수 있는 국가 주도의 오픈 이노베이션 플랫폼이 절실하다”며, “기술적 후발주자로서의 장점을 살려 시행착오를 줄이고 전략적으로 집중해야 한다”고 제안했다.

또한 한국전자기술연구원 박세훈 수석은 “장비 도입에 있어 정부의 보수적 접근이 현실적 제약으로 작용하고 있다”며, “미국의 NY-CREATES처럼 실질적이고 독립적인 운영 주체가 중심이 되는 체계를 한국도 도입해야 한다”고 강조했다.

Chips Act, IPCEI 등 주요국의 반도체 투자정책을 벤치마킹하여, 한국형 인프라에도 민관 공동 펀딩 구조와 인센티브 설계를 도입해야 한다는 의견도 제기됐다. 한국팹리스산업협회 한규민 본부장은 “중소·중견기업은 패키지화된 MPW 시제품 제작과 IP지원 플랫폼을 절실히 원하고 있으며, 이를 위한 정부 주도의 공유형 인프라가 반드시 필요하다”고 덧붙였다.

NNFC 오재섭 센터장은 “과학기술정보통신부로부터 약 500 억 원을 지원받아 현재 추진 중인 300mm(12인치) 기반 첨단 패키징 공공 인프라 구축 사업은 2024년부터 2029년까지 2단계로 진행되나, 실제 장비 도입은 올해 말에야 첫 장비가 들어오는 상황”이라고 설명했다. 또한 “8단계에 이르는 패키징 공정 전반 완비에는 구조적 한계가 뚜렷하며, 해외 연구소와 대학들이 이미 10년 이상 앞서 체계적인 인프라와 기술 개발을 진행 중인 점을 고려할 때, 국내 역시 대응 속도를 높여야 한다”고 강조했다.

이번 패널 토의는 300mm 기반 첨단패키징 인프라 구축, 고급 인력 양성, 글로벌 기술 및 정책 연계를 통해 한국 반도체 산업 경쟁력 강화의 전략적 방향성을 제시했다. 기술, 인력, 정책 세 축의 통합적 실행을 위한 거버넌스 조속 마련에 의견이 모였으며, 참석자들은 국내 첨단패키징 산업의 미래 경쟁력 확보를 위한 지속적 협력의 중요성에 공감했다.

이번 포럼은 국내 반도체 산업이 직면한 기술적·제도적 도전에 선제적으로 대응하고, 산·학·연·정이 공동으로 실현 가능한 전략을 마련하는 중요한 이정표로 평가된다. 특히 고대역폭·고집적 반도체 수요에 대응한 기술 혁신과 글로벌 경쟁력 강화를 위한 인프라 구축 방안이 실질적으로 논의되었다는 점에서, 향후 국가 차원의 첨단 패키징 역량 제고에 크게 기여할 것으로 기대된다.

한편, 과학기술정보통신부의 ‘반도체 첨단 패키징 인프라 구축지원 사업’ 주관기관인 나노종합기술원은 2029년까지 RDL, 인터포져 등 지원 가능한 300mm 웨이퍼 기반 첨단 패키징 장비와 공정을 구축하고, 개방형 R&D 플랫폼으로 운영할 계획이다.

이를 통해 팹리스, OSAT, 소부장 기업과 연구자들이 자유롭게 활용할 수 있는 첨단 패키징 연구 환경을 조성한다. 또한 CMOS 기반 차세대 지능형 반도체 개발 지원과 융복합·이종집적 플랫폼, 바이오-반도체 융합, 광집적 디스플레이, 국방용 양자소자 등 다양한 첨단 R&D 역량 강화를 지원하고 있다.