권석준 성균관대 화학공학부 교수는 25일 서울 강남구 과학기술회관에서 열린 ‘2025 반도체 패키징 발전 정책 포럼’에 참석해 “패키징은 단순히 반도체 산업의 일부가 아니라, 이제는 인공지능(AI) 기술 발전을 책임지는 핵심 요인으로 작용하고 있다”며 “이를 누가 주도하느냐에 따라 기술 안보를 넘어 산업·경제 안보, 나아가 국가 안보와도 직결될 것”이라고 말했다.
반도체 성능 향상, 특히 AI 반도체를 실현할 핵심 기술이기 때문에 중요성이 날로 커지고 있다는 설명이다. 권 교수는 3D 반도체가 가장 이상적인 형태지만 공정 난도가 높아 중간 단계로 2.5D, 3D 첨단 패키징이 주목받고 있다고 소개했다. 실제 이에 미국, 대만, 중국, 일본 등 세계 주요 국가들도 국가 차원에서 첨단 패키징 경쟁력 강화를 추진 중이다.
한국은 삼성전자, SK하이닉스가 메모리와 고대역폭메모리(HBM) 등 일부 패키징에 강점을 갖고 있다. 하지만 첨단 패키징 분야에서는 후발주자로 산업 구조가 취약하다는 것이 권 교수 진단이다.
권 교수는 그동안 한국은 패키징 선도기업들이 만들어놓은 표준과 로드맵을 따라가는 ‘추격자’였다며 ‘선도자’로 올라서야 한다고 역설했다. TSMC가 세계 1위로 오른 배경으로 ‘전·후공정 기술 경쟁력’이라면서 첨단 패키징 분야에 대한 투자 확대와 인력양성이 필요하다고 강조했다.
권 교수는 “이제는 우리가 만든 표준을 다른 나라가 따르게 해야 국가 반도체 경쟁력을 이어갈 수 있다”며 “산업 육성·인력 양성을 위한 공공 투자, 국가 간 산업 협력 등 개별 기업 감당하기 어려운 부분은 정부가 역할을 해야 한다”고 강조했다.
첨단 패키징 기술의 중요성이 커지지만 우리나라는 준비가 미흡하다. 패키징 기술을 연구개발할 설비와 장소는 물론, 특히 인력 부족이 심각한 수준이다.
이날 포럼에서는 국내 반도체 산업 부족 인력이 10만명 이상이라는 진단도 나왔다. 2047년까지 경기도 용인을 중심으로 클린룸 4~8개를 갖춘 메가 팹(Fab) 10여개가 신설될 예정이라 인력 부족은 더욱 심화될 것으로 예측된다.
있는 인력 마저도 대부분이 전공정에 집중된다. 패키징을 포함한 후공정은 엔지니어들 사이에서 상대적으로 인기가 덜하다.
우리 정부는 인력 부족 문제 해결을 위해 대학(학부), 대학원은 물론, 반도체 아카데미와 같은 전문 교육기관을 통해 양성 중이다. 2023, 2024년 교육기관을 선정해 다년간 자금을 지원하고 있다.
하지만 △전문성 부족 △인프라 부족 △산학 협력 난관 등이 해결해야 할 과제다. 아주대-한밭대, 인하대-강원대, 한국공학대-공주대, 국립대-부경대, 명지대-호서대 등이 상호 연계해 ‘반도체 패키지·테스트’ 분야 교육과정을 운영 중이나 개선이 필요하다는 제언이다.
김성동 서울과학기술대 공과대학장(교수)은 “오랜 경험을 기반으로 패키징 교육을 전담할 교수진이 부족하기에 어느 대학도 단독 학과 운영이 불가능한 상황”이라며 “첨단 패키징 인프라가 반도체 전공정 대비 상대적으로 열악한 것도 교육기관에 있어서는 문제”라고 말했다.
이어 “대학원 과정에서의 현장 실습이 의무화됐지만 기업 보안으로 제한을 받는 건 아쉬운 부분”이라며 “내년부터 기획될 2027년 인력 양성 과제에서는 이러한 문제점을 적극 보완해야 한다”고 덧붙였다.
국내 최대 공공 반도체 인프라 보유기관인 나노종합기술원은 예산 확대를 호소했다. 첨단 패키징 기술 연구개발(R&D)과 교육을 지원하는데 필요한 장비 구매를 위해서다. 미국, 유럽, 중국 등에서는 정부의 전폭적 지원이 이뤄진다며 투자를 당부했다.
오재섭 나노종합기술원 대외협력실장은 “유럽 아이멕(imec)과 미국 ‘뉴욕 크리에이츠’ 연간 예산이 한화 1조원을 넘어서는데 나노과학기술원 예산은 올해 약 1100억원에 불과하다”며 “연구인력도 아이멕은 5500여명, 뉴욕 크리에이츠는 800여명으로, 나노과학기술원은 130여명 수준”이라고 말했다.
나노종합기술원은 8인치 웨이퍼를 거쳐 12인치 전·후공정 라인을 확대하고 있다. 약 1200제곱미터(㎡) 공간을 확보해 단계적으로 장비를 사들이고 있다. 첨단 패키징 장비는 2024년부터 2029년까지 총 455억원을 투입해 단계적으로 12대 도입한다는 계획이다.
하지만 첨단 패키징 전 공정을 소화하기엔 여전히 부족해 국제 경쟁력 확보에는 한계가 있다고 토로했다. 오 실장은 “첨단 패키징을 위해 필요한 장비와 공간은 여전히 미흡하다”며 “현재 계획으로 는 실리콘 인터포저, 범프까지만 가능하고 실리콘관통전극(TSV), 3D 적층, 그라인딩, 몰드 등의 공정을 모두 소화하려면 추가 투자가 필요하다”고 말했다.
박진형 기자 jin@etnews.com
