SK하이닉스 김춘환 부사장(R&D공정 담당)이 지난달 27일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘2024 산업기술 R&D 종합대전’에서 산업기술진흥(기술개발 부문) 유공자로 선정돼 은탑산업훈장을 받았다.

R&D대전은 국내 연구·개발(R&D) 성과를 알리고, 산·학·연 협력을 촉진하고자 산업통상자원부가 주관하는 연례행사다. 이 자리에서는 기술 진흥 및 신기술 실용화에 공이 큰 기술인을 포상하는 ‘산업기술진흥 유공 및 대한민국 기술대상’ 시상식이 진행된다.

산업훈장은 산업기술진흥 유공의 최고상격으로, 김 부사장은 이 부문에서 은탑산업훈장 수상의 영예를 안았다. D램과 낸드 플래시를 아우르며 국내 반도체 기술력 향상에 기여한 공을 인정받은 것이다.

▲ 2024 산업기술 R&D 종합대전에서 은탑산업훈장을 받은 SK하이닉스 김춘환 부사장(첫 번째 사진 오른쪽, 두 번째 사진 왼쪽 세 번째)

김 부사장은 “요소기술*을 원천으로 수익성 높은 고성능 제품을 성공적으로 양산한 공적을 인정받았다”며 “이는 모든 구성원의 헌신과 노력으로 맺은 결실”이라고 소감을 밝혔다. 이어 그는 “함께 한 구성원 모두에게 감사 인사를 전하며 앞으로 더 많은 분에게 수상의 기회가 돌아가길 기대한다”고 덧붙였다.

뉴스룸은 혁신 기술로 회사와 산업을 빛낸 김 부사장을 만나 이야기를 나눴다.

HBM 핵심 요소기술, TSV의 기반을 다지다

1992년 SK하이닉스에 입사한 김춘환 부사장은 32년간 메모리 반도체 연구에 매진하며 첨단기술 개발을 이끈 주역이다. 특히 그는 HBM의 핵심인 TSV(Through Silicon Via) 요소기술을 개발하는 데 크게 기여했는데, 개발 선행 단계부터 참여해 15년간 연구를 이어오며, HBM 공정의 기틀을 마련한 것으로 평가받는다.

김 부사장은 TSV 개발에 열을 올렸던 2008년 당시를 회상했다.

“TSV는 칩에 미세한 구멍을 뚫어 상·하단 칩을 전극으로 연결하고 적층하여 고용량, 고대역폭을 구현하는 기술입니다. 개발 초기에는 고도의 정밀성과 미세한 제어가 요구되다 보니 난이도가 정말 높았는데요. 특히 금속층 증착과 회로 패턴 형성 과정에서 어려움이 상당히 컸습니다.”

당시 김 부사장을 비롯한 개발진은 문제를 풀어내고자 유관 부서들과 머리를 맞대고 해결책을 모색했다. 치열한 협업 끝에 SK하이닉스는 ‘R&D의 요소기술 개발 > 제조/기술의 양산 품질 고도화 > 패키징’으로 이어지는 개발 모델을 완성했고, HBM 시장이 열리는 시점에 맞춰 제품을 내놓을 수 있었다.

▲ SK하이닉스 김춘환 부사장이 수상한 2024 산업기술 R&D 종합대전 은탑산업훈장

하지만 오랜 연구 끝에 내놓은 제품이 곧바로 실적으로 이어지진 않았다. 초기에는 높은 공정 비용 대비 시장 수요가 적은 탓에 수익성을 확보하기 어려웠기 때문이다. 김 부사장은 “그럼에도 경영진의 확고한 믿음과 지원이 있어 프로젝트를 이어갈 수 있었다”고 밝혔다.

“TSV 공정 기술 안정화와 인프라 구축에 중점을 두고 연구 개발에 더욱 매진했습니다. 양산 품질 개선 활동도 진행해 마침내 HBM 양산에 성공하게 됐는데요. 이 모든 성과의 단초였던 TSV는 현재 MR-MUF*와 함께 HBM의 핵심 경쟁력이 됐습니다.”

D램·낸드 요소기술, 풀스택 AI 메모리의 기반이 되다

김 부사장의 성취는 TSV에 그치지 않는다. 그는 10나노급 5세대(1b) D램 미세 공정에 EUV* 장비를 도입해 업계 최고 수준의 생산성과 원가 경쟁력을 확보했고 이를 6세대(1c) D램에도 확대 적용했다. 또, 그는 HKMG* 기술을 D램에 적용해 메모리 성능·효율을 높이는 등 선단기술*에서 눈에 띄는 성과를 냈다.

낸드 분야의 혁신도 돋보인다. 김 부사장은 Gate W Full Fill* 기술로 신뢰성을 높여 수율 안정성을 확보했고, 이를 통해 생산성을 높이는 데 기여했다. 또한, 웨이퍼 본딩(Wafer Bonding) 기술을 개발해 초고층 낸드를 생산하는 데 필요한 핵심 요소기술을 확보했다.

이 같은 결실은 회사가 ‘풀스택 AI 메모리 프로바이더(Full Stack AI Memory Provider)*’로 도약하는 데 중요한 마중물이 됐다.

“1b D램 기반의 HBM3E는 선단기술과 TSV 노하우를 집대성한 결과물로 볼 수 있습니다. 또, 초고속·저전력의 LPDDR5X·LPDDR5T는 HKMG 기술 덕분에 개발할 수 있었죠. 이밖에 R&D 요소기술을 기반으로 개발한 낸드 및 SSD 제품은 원가, 성능, 품질 측면에서 세계 최고 수준의 경쟁력을 증명했고, 웨이퍼 본딩 기술은 초고층 낸드 개발의 방향성을 잡는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.”

김 부사장은 기술 개발뿐만 아니라 생태계 육성에도 힘썼다. 국내외 반도체 학회 강연에 나서며 R&D 노하우를 공유했고, 소재·부품·장비 협력사와의 기술 협력에도 꾸준히 힘써왔다.

이런 성공 스토리를 만들어 내기까지 그는 ‘도전 정신’과 ‘원팀’의 중요성이 컸다고 강조한다.

“R&D 조직은 도전 정신을 바탕으로 한계를 정면으로 돌파하며 원가 경쟁력을 갖춘 기술을 개발하고 있습니다. 여기에 원팀 문화가 더해지며 시너지 효과가 창출됐죠. 특히 수많은 조직이 참여해 전사 기술 방향을 논의하는 등 견고한 협업 체계가 기술 리더십을 확보하는 데 큰 힘이 됐습니다.”

끝으로, 김 부사장은 AI라는 큰 변화에 맞서 나가기 위해 구성원들이 가져야 할 마음가짐을 언급했다.

“신규 요소기술 정의부터 기술 개발 착수, 안정적 제품 양산까지 전 과정에서 조직이 하나되어야만 목표를 달성할 수 있습니다. 또, 요소기술을 적기에 개발하려면 실패를 두려워하지 말고 지속해서 도전하고 시도해야 합니다. 많은 변화가 있겠지만, 멈추지 않고 성장을 추구합시다. 퍼스트 무버로서 기술 리더십을 발휘한다면 세계 최고의 SK하이닉스로 성장할 수 있을 것입니다.”

SK하이닉스가 미래 반도체 산업에 새로운 패러다임을 제시하기 위해 연구 중인 분야를 대내외에 알리고, 최신 연구성과를 공유하는 소통 창구를 열었다. 미래기술연구원 산하 Revolutionary Technology Center(이하 RTC)가 공식 웹사이트(research.skhynix.com)를 새롭게 개설한 것.

RTC는 중장기적인 관점에서 반도체 산업의 생태계에 필요한 선행 기술을 연구하기 위해 지난해 신설된 연구(Research) 조직으로, SK하이닉스 내에서 차세대 컴퓨팅을 위한 혁신적인 솔루션을 제시하기 위한 기술 개발을 주도하고 있다.

연구 분야, 연구 협력 현황 소개 등이 주요 메뉴로 구성된 RTC 웹사이트는 SK하이닉스가 현재 집중하고 있는 연구 분야를 알기 쉽게 소개하는 통합 데이터베이스로 활용된다. 이를 위해 웹사이트 내 ‘Research Area’ 카테고리를 마련하고, △Revolutionary Memory △Beyond Memory △Next Generation Computing 등 SK하이닉스가 추구하는 세 가지 주요 연구 방향성을 상세히 공유했다.

‘Revolutionary Memory’ 카테고리에서는 기존 메모리 반도체의 한계를 극복하고 기술적인 변곡점을 넘어설 수 있는 기술을 확보하기 위해 DRAM, NAND 각 분야에서 이뤄지고 있는 연구들을 소개하고, 이를 위해 필요한 기술적 혁신 방향성을 제시한다. 또한 이곳에서는 PCM^*, MRAM^* 등 차세대 메모리(New Memory) 개발을 위해 진행 중인 노력도 확인할 수 있다.

‘Beyond Memory’ 카테고리에서는 다음 세대의 기술 단계에서 새로운 가치를 창출할 New-type Memory를 확보하기 위한 연구 과정들을 공유한다. 이곳에서는 PNM^*, PIM^*, CIM^* 등 메모리 반도체와 처리장치(Logic)가 다양한 형태로 융합된 콘셉트의 반도체를 비롯해 앞으로 반도체 산업에 새로운 패러다임을 제시할 혁신 기술들을 만나볼 수 있다.

‘Next Generation Computing’ 카테고리에서는 포스트 폰 노이만(Post Von Neumann) 컴퓨팅 방식의 대안으로 논의되고 있는 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic Computing)^* 등 다양한 컴퓨팅 방식에 대응할 새로운 콘셉트의 반도체 기술을 선제적으로 확보하기 위한 기반 연구를 진행 중이다.

* CM: Phase-Change Memory. 특정 물질의 상(Phase) 변화를 이용해 데이터를 저장하는 방식의 메모리 반도체로, 전원을 꺼도 정보가 지워지지 않는 플래시 메모리(Flash Memory)의 장점과 처리속도가 빠른 DRAM의 장점을 모두 갖고 있다.
* MRAM: Magnetic Random Access Memory. 자기 저항을 이용해 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리로, 플래시 메모리처럼 전원을 꺼도 정보가 지워지지 않는 비휘발성을 갖추고 있으며 처리속도가 빠르고 소비전력이 적은 DRAM의 장점을 모두 갖고 있다.
* PNM: Processing Near Memory. 하나의 모듈에 메모리 반도체와 처리장치가 탑재된 형태의 융합형 반도체를 의미한다.
* PIM: Processing in Memory. 하나의 패키지에 메모리 반도체와 처리장치가 탑재된 형태의 융합형 반도체를 뜻한다.
* CIM: Computing in Memory. 하나의 다이(Die) 내에서 메모리 반도체와 처리장치가 결합된 형태의 융합형 반도체를 말한다.
* Neuromorphic Computing: 사람 뇌의 정보 처리방식을 모방해, 처리장치와 메모리 반도체가 직렬로 연결되는 현재의 컴퓨팅 구조를 뉴런과 시냅스 간 정보 처리방식처럼 병렬로 연결한 구조로 변경한 컴퓨팅 시스템을 뜻한다.

아울러 RTC는 앞으로 공식 웹사이트가 개방형 혁신(Open Innovation)을 주도할 플랫폼으로서 글로벌 연구개발(R&D) 허브 역할을 해줄 것으로 기대하고 있다.

이를 위해 웹사이트 내 ‘Creating New Value’ 카테고리를 마련하고, SK하이닉스를 중심으로 세계 각국과 진행 중인 주요 연구 협력 현황을 개방했다. 세계적인 규모의 ‘Global R&D24’을 형성해, 시간적, 지역적, 지정학적 한계를 넘어서는 연구 협력 조직을 구축 및 운영하는 것이 궁극적인 목표다.

SK하이닉스 나명희 부사장(RTC)은 “앞으로 웹사이트를 통해 논문, 학회 발표(Keynote) 등 주요 연구 성과와 함께 최신 연구개발 소식(News)과 인사이트(Insight)를 지속적으로 업데이트할 계획”이라며 “이를 통해 세계 유수의 기업, 학계, 연구기관과의 활발한 협업을 기대하고 있다”고 밝혔다.

뉴스룸은 RTC를 총괄하는 나명희 담당과 RTC 소속 구성원들을 만나, SK하이닉스가 준비하고 있는 ‘혁신’에 대해 자세히 들어봤다. 아울러 앞으로 SK하이닉스의 기술 역군을 꿈꾸는 미래 인재들을 위해 앞으로 RTC에서 일하기 위해서는 어떤 역량을 갖추고 있어야 하는지도 함께 들어봤다.

컴퓨팅 환경 변화에 발맞춰 차세대 메모리 반도체 및 요소기술 확보

메모리 반도체 산업은 현재 많은 도전에 직면해 있다. DRAM과 NAND의 미세화 경쟁이 갈수록 치열해지고 있는 가운데, 선행 기술 확보가 그 어느 때보다 중요해지고 있다. 앞으로 머지않은 시기에 미세화 한계가 다가올 것이라는 전망도 심심치 않게 나오고 있다.

메모리 반도체가 활용되는 컴퓨팅 시스템 분야에서도 변곡점이 다가오고 있다. 최근 반도체 업계에서는 메모리 반도체가 프로세서에 종속적인 현재의 폰 노이만(Von Neaumann) 컴퓨팅을 넘어, 포스트 폰 노이만(Post Von Neaumann) 컴퓨팅을 모색하는 움직임이 활발하다.

이에 최근 헤테로지니어스 컴퓨팅(Heterogeneous Computing)¹⁾, 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic Computing)²⁾ 등 새로운 콘셉트의 컴퓨팅 방식이 대안으로 제시되고 있으며, 메모리 반도체 분야에서도 PCM³⁾, MRAM⁴⁾ 등 차세대 메모리에 대한 연구가 선행되고 있다. 이와 함께 PNM⁵⁾, PIM⁶⁾, CIM⁷⁾ 등 메모리 반도체와 처리장치(Logic)가 다양한 형태로 융합된 콘셉트의 반도체에 대한 관심도 증가하고 있다.

1) Heterogeneous Computing: 지금까지는 각각 구분돼 맡은 기능을 하던 CPU나 GPU와 같은 코어들이 하나로 결합된 형태의 컴퓨팅 시스템.

2) Neuromorphic Computing: 사람 뇌의 정보 처리방식을 모방해, 처리장치와 메모리 반도체가 직렬로 연결되는 현재의 컴퓨팅 구조를 뉴런과 시냅스 간 정보 처리방식처럼 병렬로 연결한 구조로 변경한 컴퓨팅 시스템.

3) PCM: Phase-Change Memory. 특정 물질의 상(Phase) 변화를 이용해 데이터를 저장하는 방식의 메모리 반도체. 전원을 꺼도 정보가 지워지지 않는 플래시 메모리(Flash Memory)의 장점과 처리속도가 빠른 DRAM의 장점을 모두 갖고 있음.

4) MRAM: Magnetic Random Access Memory. 자기 저항을 이용해 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리. 플래시 메모리처럼 전원을 꺼도 정보가 지워지지 않는 비휘발성과 처리속도가 빠르고 소비전력이 적은 RAM의 장점을 모두 갖고 있음.

5) PNM: Process Near Memory. 하나의 모듈에 메모리 반도체와 처리장치가 탑재된 형태의 융합형 반도체.

6) PIM: Process in Memory. 하나의 패키지에 메모리 반도체와 처리장치가 탑재된 형태의 융합형 반도체.

7) CIM: Computing in Memory. 하나의 다이(Die) 내에서 메모리 반도체와 처리장치가 결합된 형태의 융합형 반도체.

RTC는 이처럼 급변하는 반도체 산업 환경에 대응해 기술 혁신을 통해 SK하이닉스의 미래 경쟁력을 확보하는 중임을 맡고 있다. 먼저 DRAM과 NAND의 미세화 한계를 극복하는 데 필요한 요소 기술을 확보하는 데 집중하고 있다. 또한 다음 세대의 기술 단계에서 새로운 가치를 창출할 수 있는 New-Type Memory를 확보하는 역할도 맡고 있다. 마지막으로 미래에 새롭게 등장할 차세대 컴퓨팅 방식을 예측하면서, 이에 적합한 새로운 콘셉트의 반도체 기술을 선제적으로 확보하는 데에도 많은 노력을 기울이고 있다.

▲RTC 나명희 담당

RTC 나명희 담당은 “컴퓨팅 방식이 변화해도 반도체 산업의 프레임이 완전히 바뀌지 않을 것으로 예상되는 만큼, DRAM과 NAND의 미래 연속성을 확보하는 것은 굉장히 중요한 일”이라며 “이를 위해 혁신적이고 획기적인 방법을 찾는 것이 우리의 역할”이라고 강조했다.

또한 “컴퓨팅 방식의 변화에 선제적으로 대응하기 위해 메모리 반도체가 주도적으로 연산과 처리를 함께 수행할 수 있는 형태의 융합형 반도체 기술도 준비하고 있다”며 “다양한 포스트 폰 노이만 컴퓨팅 중에서는 특히 뉴로모픽 컴퓨팅의 가능성에 주목하고, 이에 적합한 메모리 반도체 기술을 확보하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다”고 설명했다.

이를 위해 RTC는 기존 메모리 분야에서 차세대 메모리 개발 등 새로운 가치를 창출해내는 ‘NM TD(New Memory Technology Development)’ 조직과, 미래 기술 트렌드를 분석하고 다음 세대의 컴퓨팅 시스템에 적합한 반도체 기술을 연구하는 ‘NAR(New Architecture Research)’ 조직을 한 지붕 아래 통합했다.

NM TD에서는 앞으로 2~3년 후를 대비해, 차세대 메모리 기술을 개발하고 양산이 가능한 수준까지 제품화하는 업무를 수행하고 있다. 아울러 짧게는 5년, 길게는 10년 후까지 기술 동향을 파악해, 그 다음 세대의 먹거리가 될 새로운 혁신을 이뤄내기 위한 요소기술을 탐색하고 확보하는 업무도 맡고 있다.

NAR은 이보다 더 장기적인 관점에서 다양한 선행 기술을 선제적으로 연구해, 미래 반도체 기술 혁신에 필요한 후보 기술을 탐색하고 검증하는 업무를 맡고 있다. 이를 위해 기술의 원리를 규명하고 실현 가능성을 테스트하는 것은 물론, 자체 리소스(Resource)를 투입해 실제로 개발해보는 등 다양한 검증 과정을 수행하고 있다.

“글로벌 기술 리더 기업으로 우뚝 설 수 있도록 혁신 또 혁신하겠다”rong>

이처럼 SK하이닉스에 밝은 미래를 가져오기 위해 많은 일들을 하고 있는 RTC. 그 구성원들은 어떤 목표와 비전을 갖고, 어떤 마음가짐으로 업무에 임하고 있을까? 앞으로 하이지니어로서 미래 반도체 기술을 연구개발하는 미래를 꿈꾸는 이들을 위해, 이에 대한 나 담당의 이야기를 더 자세히 들어봤다.

Q. RTC의 목표는 무엇인가?

5년, 10년이 아닌 훨씬 더 장기적인 미래를 보고 앞으로 30년 이상 SK하이닉스가 기술 우위를 유지하기 위한 혁신을 지속하는 것이 RTC의 목표다. 두 가지 측면이 있는데, 첫 번째는 실질적인 비즈니스에 기여할 수 있도록 시장에 충격(Impact)을 줄 수 있는 기술적인 혁신을 이뤄내는 것이고, 두 번째는 SK하이닉스가 메모리 반도체 분야 연구개발에 미치는 영향력을 확대해 반도체 산업 전반에서 글로벌 기술 리더로서의 지위를 공고히 다지는 것이다.

Q. 이런 목표 달성을 위해 어떤 전략을 구사하고 있나? 

현재의 DRAM과 NAND의 가치를 확장하고 기술적인 변곡점을 넘어설 수 있는 차세대 메모리 반도체를 구현하는 것이 첫 번째다. 두 번째로는 캐시(Cache), DRAM, NAND 등 메모리 반도체 내에서 각 역할 군의 경계가 무너지고 있는 가운데, 이에 대응해 이뤄지고 있는 업계의 다양한 시도를 살펴보고, 새로운 가치를 창출할 수 있는 New-Type 반도체를 개발 중이다. 마지막 세 번째로는 포스트 폰 노이만 컴퓨팅 시대에서 메모리 반도체가 처리장치에 종속돼 정보를 저장하고 처리하는 역할만 수행하는 데서 그치지 않고 더 다양한 역할을 수행할 수 있도록 하는 방안을 찾아가고 있다.

Q. 평소 RTC 구성원들에게 강조하는 업무 자세가 있다면 소개해 달라. 

RTC에는 다양한 분야의 전문가들이 소속돼 있고 이들이 시너지를 내기 위해서는 어떻게 업무에 임해야 할지에 대한 합의(Social Contract)가 필요하다. 이를 위해 RTC 구성원들에게 소통, 투명성, 협업, 혁신 등 네 가지 가치를 항상 강조하는 편이다.

구성원 간 원활히 소통해야만 서로 어떤 일들을 하고 있는지 알 수 있고, 모든 데이터가 투명하게 공유돼야만 배움을 얻을 수 있다. 특히 실패가 잦은 연구개발의 특성상 항상 실패에서 배우는 자세가 필요하다. 또한 반도체는 절대 혼자서 성과를 낼 수 없는 분야다. 협업할 수 있어야 성과를 낼 수 있다. 마지막으로 앞선 세 가지 가치를 바탕으로 혁신을 이뤄내야 한다. ‘혁신’이야말로 RTC의 존재 이유이기 때문이다.

Q. RTC 업무를 잘 수행하기 위해 구성원에게 어떤 마음가짐을 강조하나?

가장 중요한 것은 열린 자세(Open Mind)다. 늘 배우려고 하는 마음가짐이 필요하다. 오늘 존재하는 기술이 내일도 존재할 것이라는 보장이 없고, 기술은 늘 변화하기 때문이다. 특히 변화를 두려워해서는 안 된다. 기존에 없던 새로운 것을 찾아내야 하는 연구개발의 특성상 혼란스러울 때가 많고 방향성을 찾기 어려울 때도 많다. 처음 가보는 길이기 때문에 그렇다. 그렇기에 새로운 것에 열려 있어야만 힘들지 않다. 아울러 위험부담을 짊어지고 실패를 두려워하지 않는 마음가짐도 필요하다.

Q. 새로운 기술을 개발하는 과정은 실패의 연속이다. 실패를 어떻게 극복해야 할까?

실패했을 때 극복하는 방법은 두 가지다. 첫 번째는 실패를 되씹지 않는 것이다. 실패에 매몰되기보다 실패에서 무엇이든 얻으려 하는 자세를 가져야만 한다. 두 번째는 실패에 대한 책임을 두려워하지 않도록 해주는 것이다. 구성원이 실패에 따른 불이익을 두려워하지 않도록 해주는 것과 실패에 대해 솔직해질 수 있도록 해주는 것이 매우 중요하다. 실제로도 RTC의 조직문화를 이런 분위기로 바꾸기 위해 노력하고 있다.

Q. 앞으로 RTC에 합류하게 될 인재들에게 전하고 싶은 메시지가 있다면 들려달라.

연구개발은 당장 결과를 눈으로 확인할 수 있는 일은 아니다. 하지만 장기적으로 큰 변화를 주도할 수 있고, 자신의 손으로 더 나은 미래를 만들어갈 수 있다는 큰 장점이 있다. 무엇보다 RTC는 꿈을 같이 키워나가는 조직인 것 같다. 일이 힘들지 않다고 하면 거짓말이겠지만, 한 가지 단언할 수 있는 건 힘들어도 재미있게 일할 수 있다는 것이다. 더 나은 세상을 위해 새로운 기술을 개발하는 미래를 꿈꾼다면, RTC에서 활약하는 미래를 그려보라고 당부하고 싶다.

“새로운 분야에 대한 호기심과 도전정신 갖춰야…끈기와 넓은 시야도 필요”

RTC가 원하는 인재상이 어떠한지 더 자세히 들어보기 위해, RTC 산하 NAR과 NM TD에서 근무 중인 구성원들도 만나봤다.

Q. 현재 소속된 팀은 RTC 내에서 어떤 역할을 하나? 각각 팀 내에서 어떤 일을 하고 있는지도 함께 소개해 달라. 

서중원 PL(이하 서): NM TD 산하 PCM PJT 팀에 소속돼 팀장으로서 PI(Process Integration) 업무를 하고 있다. 이 팀은 미래 기술을 확보하는 것에서 나아가 앞으로 SK하이닉스의 다음 세대를 이끌어 나갈 반도체를 제품화하는 실질적인 업무를 맡고 있는 팀이다. 팀 내에서는 차세대 메모리 반도체, 그중에서도 PCM의 개발과 양산 업무를 맡고 있다.

최혜정 PL(이하 최): NM TD 산하 요소기술팀에서 팀장으로 근무하고 있다. PCM PJT 팀이 PCM을 제품화하기 위한 개발 일을 맡고 있다면, 요소기술팀은 앞으로 10년을 바라보고 그 다음 세대의 PCM 메모리 반도체 기술 개발에 필요한 요소기술을 확보하는 업무를 한다. 10년 뒤 필요한 메모리 반도체는 어떤 형태인지 연구하고, 물질이나 동작 원리 등을 살펴보면서 이를 실현하는 데 필요한 기술들을 개발하고 있다.

김중식 TL(이하 김): NAR 산하 미래메모리연구팀에서 패스파인딩(Pathfinding) 파트의 리더를 맡고 있다. 이 팀에서는 장기적인 관점에서 메모리 시스템 환경의 변화에 따라 어떤 기술을 준비해야 할지 탐색/연구하는 업무를 한다. 이를 통해 차세대 메모리 반도체 개발에 활용될 가능성이 있는 미래 기술 풀(Pool)을 확보하는 것이 목표다. 이를 위해 다양한 기술을 깊이 있게 연구하는 한편, 자체적으로 연구를 수행하거나 테스트하는 업무도 하고 있다.

Q. 각 팀에서 업무를 할 때 필요한 역량과 자질은 무엇인가?

서: 제품을 실제로 만들기 때문에 공정에 대한 지식과 이해가 필요하다. 또 공정 과정에서 발생하는 이슈를 분석하고 해결방향을 제시할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 공정 전체를 바라볼 수 있는 넓은 시야와 분석력이 필요하다. 또한, 기본적으로 제품을 개발하는 업무이기 때문에 끈질기게 목표에 집중할 수 있어야 한다. 개발 과정에서 공정, 설계 등 다양한 유관부서와 협업해야 해 사회성과 커뮤니케이션 역량도 필요하다.

최: 아무래도 미래 기술을 확보하는 일은 장기적인 프로젝트인 만큼 인내심을 갖고 한 분야에 집중할 수 있어야 한다. 또한, 개개인의 업무 범위가 넓다. 다루는 분야도 메모리 반도체 소자에 국한되지 않고 처리 장치나 컴퓨팅 시스템까지 광범위해, 이해해야 하거나 적용해야 할 것이 많다. 이와 같은 업무 특성상 성격적인 측면에서는 다방면에 호기심이 많은 성격도 도움이 많이 된다.

김: 새로운 기술을 탐색하는 업무다 보니 적극적인 마음가짐과 도전정신이 필요하다. 다양한 분야에서 업데이트되는 새로운 기술을 빠르게 습득해야 하는 만큼, 기본적인 학습능력도 갖추고 있어야 한다. 또한 세계 곳곳에서 진행 중인 다양한 최신 연구 등에 대해 많은 글로벌 연구기관 등과 협력해야 하는 경우도 있어, 이를 위해서는 어학 능력과 함께 네트워크를 잘 구축할 수 있는 역량도 갖추고 있어야 한다.

Q. 미래에 함께할 후배들에게 한 마디 해달라. 

서: 면접을 본 적이 있는데, 예비 들이 자기소개를 할 때 보면 대체로 자신감이 부족하다는 생각이 든다. 어려운 자리인 만큼 위축될 수 있겠지만, 자신감 있게 자신의 장점과 잠재력을 보여줬으면 좋겠다. 또한 평소 에게 ‘활동적인(Energetic) 사람이 되라’고 조언하는 편이다. 활동적인 자세만 갖추고 있다면 우리 회사에 성공적으로 적응할 수 있을 거다. 힘내라.

최: 최근 ‘이토록 공부가 재미있어지는 순간’이라는 책에서 ‘공부는 마음가짐이 전부’라는 글귀를 읽은 적이 있다. 도 마찬가지인 것 같다. 역량이 뛰어나기보다는 이 회사에서 잘 해보겠다는 마음가짐만 있으면 될 것 같다. RTC는 현재 알려진 미래 기술 중에서도 가장 먼 미래에 활용될 새로운 기술을 다루는 조직이다. 반도체 산업의 밝은 미래를 꿈꾸는 사람이 있다면 함께 즐겁게 일해보고 싶다.

김: 우리 업무를 하기 위해 많은 역량과 자질이 필요하다고 얘기했지만, 사실 처음부터 모든 것을 갖추고 있을 순 없다. 새로운 것에 도전하는 것을 두려워하지만 않는다면 함께 일하고 배우면서 잘할 수 있을 것이다. 이곳에는 훌륭한 선배, 동료가 있고, 훌륭한 시스템도 있다. 미래를 준비하는 멋진 일을 함께 해보자.

하나의 웨이퍼가 반도체로 완성되기까지 수백번 넘는 공정을 거치게 되는데요. 이러한 공정들은 눈에 보이지 않지만, 반도체를 완성하는데 필수적인 역할을 하고 있습니다. 그 중 반도체가 동작이 되도록 아주 얇은 막을 형성하여 전기적인 소통을 원할게 만드는 박막공정이 있는데요. 한치의 오류가 없는 반도체가 되도록 기술력을 쌓아가는 DRAM ThinFilm팀의 김찬배 수석님을 영하이라이터가 만나보았습니다.

_ 반도체 공정의 토대를 쌓는 DRAM ThinFilm팀을 소개합니다

Q. SK하이닉스 블로그 독자들에게 자기소개 부탁드립니다.

반갑습니다. DRAM 공정개발그룹의 DRAM ThinFilm팀(박막팀)에서 절연막 부분을 담당하는 김찬배 수석입니다. 저는 1997년에 입사하여 20년째 근무하고 있습니다.

Q. DRAM ThinFilm팀에서는 어떤 업무들을 하는지 알고 싶습니다.

반도체 회로에는 전기가 통하도록 배선 역할을 하는 전도막과 전기 통로를 차단하는 절연막이 있어 다양한 전기적 특성을 갖게 되는데요. DRAM ThinFilm팀에서는 증착된 박막(전도막, 절연막)에서 문제가 발생하지 않도록 안정화 시키는 방법과 더 기능이 뛰어난 조건의 박막을 증착하는 방법을 연구하는 것이죠. 즉, 더 얇은 막을 사용하지만, 기존과 동등하거나 우수한 특성을 유지하는 막을 증착하는 방법을 찾거나 새로운 조건에서 박막으로 기존의 박막보다 물질 특성을 향상할 수 있게 하는 일을 하고 있습니다.

Q. DRAM 공정개발 분야에도 노광, 식각 등 다양한 공정을 담당하는 팀이 있는 것으로 알고 있습니다. DRAM ThinFilm팀이 다른 공정기술팀과 구분 되는 특징은 무엇인가요?

DRAM 공정개발 분야에는 FAB 공정에 따라 크게 5개 직무로 나눌 수 있습니다. 이 직무를 담당하는 팀들은 박막을 증착하는 역할과 쌓여진 박막 위에 특수한 작업을 하는 역할로 나눌 수 있어요. 막을 쌓는 역할에는 확산팀과 DRAM ThinFilm팀이, 막 위에 작업하는 역할에는 노광팀, 식각팀, CMP팀, 클리닝팀이 있지요. 여기서 확산팀과 DRAM ThinFilm팀은 박막구조를 쌓는다는 점에서 유사하지만 박막을 쌓는 방법에는 차이가 있어요. 확산팀은 주로 열 에너지를 이용하고 DRAM ThinFilm팀은 플라즈마를 이용해서 막을 증착시킵니다.

Q. R&D분야에도 박막팀이 있고 제조분야의 박막팀이 있는데 업무적으로 어떻게 다른지 궁금합니다.

R&D에 속한 직무들은 더 좋은 기술을 발견해서 새로운 제품을 만드는 역할, 제조기술의 직무들은 개발된 제품을 양산하는 역할을 합니다. 그래서 두 팀의 관점에서 차이가 발생합니다. R&D 직 구성원들은 새로운 물질이나 방법을 통한 기존 제품의 성능을 조금 더 높이기를 원한다면, 제조기술의 구성원들은 성능을 좋은 수준으로 유지하되, 거기에 필요한 시간과 자원을 최소화하기를 원하죠. 그래서 두 팀에서 가장 중요한 키워드도 달라집니다. R&D직은 ‘신기술’을, 제조직은 ‘효율’을 가장 중요하게 생각해요.

_ 끊임없는 고민과 연구로 최고의 반도체를 만들다

Q. 박막증착 과정이 반도체를 만드는 과정의 기초인 만큼 그 중요도가 클것 같아요.

이해를 돕기 위해 건물에 있는 전선을 떠올리면 좋을 것 같아요. 어떤 곳은 전등처럼 켜거나 끌 수 있지만 현관문이나 엘리베이터처럼 계속 켜져 있기도 한데요. 뜨거운 햇빛과 차가운 바람 등 외부의 영향을 받으면서 전선의 피복이 벗겨지면 누전이 발생할 수도 있고, 이물질의 접촉을 통해 불이 날 수도 있어요.

반도체도 마찬가지예요. 끊임없이 쓰고 지우는 과정이 반복되고, 열이나 냉기의 영향을 받기도 해요. 이때 박막구조가 본래의 특성을 잘 버텨야 문제없이 제품이 작동하게 됩니다. 반도체 회로 구조가 박막들을 쌓아 형성되기 때문에 박막공정이 불안정하면 제품은 사용할 수 없게 되는 것이죠. 그만큼 박막 공정은 눈에 띄지는 않지만 제품이 작동하는 데 필수적인 역할을 합니다.

Q. 반도체 소자의 미세화와 고성능화가 진행되면서 소자를 구성하는 박막공정 개발의 요구사항도 많을 것 같습니다.

회로의 선폭이 점점 좁아지고 데이터의 처리량이 늘어나면서 정보들은 여전히 빠르게 움직여야 하죠. 기차나 자동차가 빠르게 달리면 바람도 생기고 소음도 심해지듯 반도체 내부에서도 비슷한 현상이 일어나게 되는데요. 정보들이 빠르게 움직이는 것으로부터 회로가 안전하게 보호해줄 박막구조물이 필요하게 되었습니다. 또한 반도체의 크기를 줄이기 위해서 박막을 얇게 만들어야 한다는 점이 있어요. 그런데 문제는 막이 얇아지면 충격에 약해진다는 거예요. 얇은 한지는 두꺼운 도화지보다 쉽게 찢어지잖아요.

이러한 고려사항들로부터 발생하는 문제들을 최소화하며 문제 발생 시 빠른 대응을 하기 위해 증착 장비의 상황을 매일 점검합니다. 또한, 새로운 특성을 가지는 박막공정 개발을 준비하고 있습니다.

Q. 업무에 대한 성취감이 남다르실 것 같아요. 업무를 하시면서 겪었던 에피소드가 있다면 들려주세요.

프로젝트를 진행하고 있었을 때에요. 새벽에 자다 말고 집에서 실험실로 뛰어온 적이 있어요. 실험이 잘못된 줄 알고 착각해서 계속 걱정하며 왔었죠. 사실 실험은 잘 진행되고 있었는데, 제가 계속 걱정하다 보니 착각한 거예요. 실험 데이터 결과는 성공적이었습니다. 제가 낸 아이디어가 성공적인 결과를 가져왔다는 것에 큰 기쁨도 느꼈지만, 그 결과를 위해 최선을 다했고 그 노력이 헛되지 않았다는 것에 뿌듯함을 느꼈어요.

_ 미래의 공정개발 전문가를 꿈꾸는 청춘에게

Q. 수석님께서 20년차라고 하셨는데요, SK하이닉스의 성장을 함께 하셨다고 해도 과언이 아닐 것 같습니다. 지금의 전문가 자리로 오기까지 어떠한 과정이 있으셨나요.

전문가란 표현이 아직 어색한데요. 저는 어떤 일에 대해서 모르는 것이 있다면 논문도 찾아보고 그 내용을 배경으로 실험도 해 봐요. 또, 주위의 조언도 받아 가면서 문제를 해결하려고 해왔어요. 내가 생각한 것이 정말 실현이 되는지 안되면 왜 안 되는지는 계속 생각하고 고민하면서 끝까지 파고들었습니다. 그 과정을 겪으면서 자연스럽게 성장할 수 있었고요.

Q. 전문가가 되는데 필요한 역량은 무엇이라고 생각하시나요?

전문가는 문제를 발견했을 때 다른 사람과 문제를 파악하고 서로에게 솔루션을 줄 수 있는 존재여야 합니다. 어떠한 문제가 발생하면 그 문제의 내부는 굉장히 복합적이에요. 그런데 내 분야 말고 아무런 지식이 없다면 어떤 문제가 발생했을 때 다양한 방면으로 생각할 수 없게 되는 것이죠. 그렇기 때문에 자신의 분야도 잘 알고 있으면서 다른 분야의 이슈에도 능통해야 해요.

Q. 공정개발 직무를 준비한다면 어떤 것들을 미리 준비하는 것이 좋을까요?

전공 수업 중 진공이나 박막 프로세스와 연관된 과목이 있다면 배우는 것을 추천합니다. 꼭 전공수업 아니더라도 이런 과목들을 접할 기회가 있다면 먼저 들어보고 공부하면 좋겠어요. 물론 회사에서 다시 교육받기 때문에 몰라도 큰 문제는 없지만 처음 듣는 것과 다시 듣는 것에는 큰 차이가 있습니다. 그리고 실험계획법에 대해 알고 있다면 더욱 좋습니다. 실험계획법은 직접 한만큼 실력이 늘거든요.

또, 어떤 책이든 종류에 상관없이 많이 읽으라는 말을 하고 싶어요. 이공계생이 책을 별로 안 좋아하는데 이건 바뀌어야 할 필요가 있다고 생각합니다. 책을 많이 읽은 사람들은 생각의 깊이나 사고방식의 넓이가 확연히 다르거든요.

Q. 공정 R&D 분야로 입사할 미래의 신입사원에게 한마디 하신다면?

반도체 회사는 여러 기술이 집약된 산업체이기 때문에 협력의 중요성이 더욱 커요. 협업이라는 것이 거창한 것은 아니에요. 서로 배려해 주는 것. 그것만으로도 함께하는 태도를 만들어 가는 데 큰 도움이 됩니다.

그리고 협력 과정에서 대화를 기반으로 충분히 소통할 수 있어야 합니다. 나의 것에 대해 충분히 말하고, 상대의 의견을 이해하려는 자세가 중요해요. 서로 대화가 통해야 함께 협업이 가능해지고 시너지를 창출하고 그 결과 회사가 성장할 수 있기 때문이죠. 그러니 협력과 소통의 자세를 가진 인재가 되기위해 노력하셨으면 좋겠어요.

지금까지 반도체 공정의 근본을 탄탄하게 하기 위해 노력하는 DRAM ThinFilm팀에 대해 알아보았는데요. 끊임없이 고민하고 연구하는 것이 문제 해결의 위한 솔루션이라는 김찬배 수석. 그와 동료들이 함께 만들어갈 SK하이닉스의 발전을 기대해 보겠습니다.