2D NAND부터 세계 최고층 238단 4D NAND Flash 양산 준비까지... SK하이닉스 차세대 NAND 양산의 기록적인 순간에는 늘 제조부문 NAND SRT 이인노 부사장이 있었다.
이 부사장은 1997년 식각공정 엔지니어로 입사한 이래 25년간 현장을 누볐다. DRAM과 NAND 공정 개발 업무를 두루 경험했으며 이천, 청주, 중국 우시 사업장을 모두 거쳤다. 특히, 그는 자타공인 최고의 수율 관리 전문가다. 그는 3D NAND 양산 초기 불량률을 잡고 생산 수율을 90% 이상으로 끌어올리며 SK하이닉스의 NAND 경쟁력을 높이는 데 크게 기여한 바 있다. 이러한 공로를 인정받으며 2020년 6월 대한민국 엔지니어상을 수상하기도 했다.
경험과 관록의 이 부사장은 이제 전사 NAND Flash의 수율 관리를 총괄하는 중책을 맡았다. 뉴스룸은 그를 만나 NAND 경쟁력 확보를 위한 계획과 그동안 여러 위기를 극복해온 SK하이닉스만의 저력에 관해 이야기 나누어 보았다.
반도체 생산에서 ‘수율’은 곧 기술력의 상징이다. 제품 중 양품(良品) 비율을 뜻하는 수율은 선행 기술 개발부터 제품 개발, 양산까지 이어지는 전 과정의 종착역이다. 때문에 제품의 생산성과 원가 경쟁력을 아우르는 최종 지표라고 할 수 있다. 그런데 공정 난이도가 증가할수록 생산 확대(Ramp-up) 과정에서 안정적인 수율 확보는 점점 더 어려워지고 있다.
올해 이 부사장의 목표는 양산 이관 과정에서 기술의 난이도가 높아질 때마다 겪는 고질적인 어려움을 개선해 빈틈없는 양산 역량을 확보하는 것이다.
“양산은 가장 많은 비용이 투입되면서 실제 매출과 직결되는 부분이다. NAND Flash 제품 자체의 기술 경쟁력은 이미 갖췄다. 양산 과정에서 원가 경쟁력까지 높일 수 있다면 SK하이닉스가 충분히 시장을 선도할 수 있기 때문이다.”
이 부사장은 반도체 공정 과정을 ‘진주를 알알이 꿰는 과정’이라고 비유했다. 진주 하나하나의 퀄리티뿐만 아니라 그것을 연결하는 과정도 제품 전체의 퀄리티를 좌우한다는 것이다. 그래서 현장의 여러 단계에서 적극적으로 커뮤니케이션하고 협업을 통해 시너지를 내는 환경을 조성하겠다는 계획을 밝혔다.
“4D NAND Flash 제조 공정은 600개가 넘는다. 전 과정 모든 조직의 역할이 중요하다. 실제 공정에 참여하는 엔지니어들이 각자 맡은 영역에 집중할 수 있도록 환경을 조성하고, 수율을 높일 수 있는 명확한 방향성을 제시할 계획이다.”
25년간 쌓아온 풍부한 현장 경험은 그를 현재의 자리로 견인한 힘이다. 이 부사장은 가장 의미 있는 경험 중 하나로 ‘3D NAND Flash 첫 양산’을 꼽았다. 기존 방식과 완전히 다른 새로운 패러다임이었다.
“나 스스로에게도 ‘정말 가능한가’라는 질문을 수도 없이 던졌다. 도전적인 일이기에 쉽지 않고 두렵기도 했다. 하지만 정확한 목표를 가지고 가이드라인을 제시하며 적극적으로 개발 및 양산 조직간 조율을 통해 문제를 풀어나갔다. 결국 양산은 성공적이었고, 생각보다 더 좋은 수율까지 달성할 수 있었다.”
이때의 도전은 더 높은 공정 난이도의 제품 생산까지 안정적으로 끌어낸 기반이 되었다. 특히, 이 부사장의 다양한 현장 경험과 탁월한 소통 능력은 어려운 미션 앞에 빛을 발했다. 그는 “어딜 가나 함께 일했던 선후배들이 있어 도움을 받을 수 있었다”며 “이후, 어떤 어려운 상황에서도 조직화를 통해 문제를 해결할 수 있다는 자신감을 얻었다”고 말했다.
“각자 역할이 다를 뿐 모두 하나의 마음으로 협력할 때 더 좋은 결과를 가져온다. 함께하는 구성원들과의 소통과 상호존중이 중요한 이유다”
이 부사장은 ‘소통’과 ‘존중’으로 대표되는 자신만의 업무 철학을 전했다. 이는 모든 것이 ‘협업’으로 이어지는 반도체 산업에서 윤활제 역할을 할 수 있다. 특히, 여러 공정이 하나의 목표를 바라보고 달려야 하는 현장에서는 그 중요성이 더 크다. 결국 이 부사장의 성공을 이끈 힘도, 경험의 원천도 모두 ‘현장에서 함께하는 구성원’이었다.
이 부사장은 지난 경험 안에서 체득한 현재의 반도체 시장 다운턴 위기에 대한 의견도 밝혔다.
“반도체 사이클은 반복되는 것이다. 분명한 것은 곧 업턴 시점이 다시 온다는 거다. 준비하면서 조금 기다릴 줄 아는 것도 하나의 지혜다. 내실을 다져간다면, 업턴이 왔을 때 더 큰 성장을 할 수 있을 것이다.”
지난 긴 세월 위기의 순간은 여러 번 있었고, 업황은 부침을 반복했다. 하지만 SK하이닉스는 위기 상황을 슬기롭게 돌파해왔다는 점을 강조했다.
“SK하이닉스는 오히려 위기 상황에서 더 강한 DNA를 발휘했다. 그때마다 리더들을 중심으로 전체 최적화 관점에서 목표를 제시했으며, 산하 조직과 구성원들은 더욱 적극적으로 협업하여 그 목표를 향해 움직였다.”
이 부사장은 회사 생활은 산을 타는 과정과 비슷하다고 표현했다. 평지를 갈 때도 있고, 오르막이나 내리막을 갈 때도 있기에 어떤 고비든 마주하기 마련이다. 하지만 “페이스를 유지하며 묵묵히 목적지를 향해 걸어가다 보면, 결국 정상에 닿을 수 있을 것”이라고 말했다.
“인생의 반을 SK하이닉스와 함께했다. 내가 걸어온 길이 정답이라고 생각하지는 않는다. 다만, 주어진 자리에서 꾸준히 최선을 다한다면 끝내 좋은 결실을 맺을 수 있다는 정도의 메시지는 내 경험을 통해 전달할 수 있지 않을까.”
이 부사장은 임원 선임에 대한 소감을 겸손하게 전했다. 자신의 경험을 바탕으로 구성원들에게 더 좋은 방향을 제시하는 ‘가이드’ 같은 리더가 되고 싶다는 포부를 밝혔다.
“회사 생활은 긴 여정이기에, 더 멀리 있는 목적지를 바라봐야 한다. 구성원들이 조금 더 넒은 시각으로 준비하는 2023년을 보내길 바란다. 올 연말에는 서로 의지해 함께 더 멀리 나아간 우리를 칭찬할 수 있을 것이라 믿는다.”
SK하이닉스가 세계에서 가장 빠른 동작 속도를 자랑하는 새로운 모바일용 D램을 개발했다. LPDDR5X를 공개한 지 2개월 만인 지난 1월 25일, LPDDR5X 대비 동작속도가 13% 빨라진 LPDDR5T(Low Power Double Data Rate 5 Turbo) 개발에 성공했다. [관련기사]
SK하이닉스는 현존 최고 속도를 자랑하는 LPDDR5T를 통해 모바일용 D램 시장을 선도하겠다는 계획이다. 특히 LPDDR5T는 동작 속도 향상과 동시에 저전력, 저전압 부문에서도 압도적인 효율을 보인다. SK하이닉스가 최초로 HKMG* 공정을 도입해 속도 개선과 함께 전력 소모량도 감소된 초저전력 특성을 동시에 구현해낸 것으로, LPDDR5X를 내놓은 지 불과 두 달 만에 기술 한계를 다시 한번 돌파했다는 데 의미가 있다.
* HKMG 공정: 유전율(K)이 높은 물질을 D램 트랜지스터 내부의 절연막에 사용해 누설 전류를 막고 정전용량(Capacitance)을 개선한 차세대 공정. 속도를 빠르게 하면서도 소모 전력을 줄일 수 있음. SK하이닉스는 지난해 11월 HKMG 공정을 모바일 D램에는 세계 최초로 도입함

뉴스룸은 최초와 최고의 가치를 또 한 번 만들어낸 LPDDR5T 개발 주역(송경근 TL, 김현승 TL, 김기룡 TL, 조선기 TL, 정승현 TL)을 직접 만나봤다. 이제 LPDDR5T 제품과 그 기술력에 대한 자신감으로 시장을 선도하겠다는 포부를 드러낸 그들만의 이야기를 들어보자.
▲ 속도와 저전력의 한계를 돌파한 그들만의 에피소드를 이야기하기 위해 모인 LPDDR5T 개발 주역들(좌측부터 설계품질혁신 김현승 TL, Mobile PE1 김기룡TL, DRAM상품기획 정승현 TL, DRAM PMO 송경근 TL, Interface 조선기 TL)
SK하이닉스가 새롭게 개발에 성공한 LPDDR5T는 제품명에서 알 수 있듯, 모바일용 D램 규격인LPDDR5에 터보(Turbo)의 T를 붙인 것으로 동작 속도의 혁신을 이룬 제품이다. 이는 초고속 모바일용 D램을 만들어냈다는 SK하이닉스만의 자신감이 담긴 것이다. 이 제품은 LPDDR5X의 동작 속도인 8.5Gbps(초당 8.5기가비트)보다 13% 빨라진 9.6Gbps(초당 9.6기가비트)의 속도를 자랑한다. 현존하는 모바일용 D램 중 가장 빠르다.
▲ 속도를 빠르게 하면서도 소모 전력을 줄일 수 있는 HKMG 공정을 통해 개발된 현존 최고속 모바일용 D램인 LPDDR5T 실물
동작 속도는 더 빨라졌고, 국제반도체표준협의기구(JEDEC, Joint Electron Device Engineering Council)가 정한 최저 전압 기준인 1.01~1.12V(볼트)에서 작동하는 초 저전력 특성 역시 구현했다. ESG 중심 경영의 의지를 담아 초고속, 초저전력 구동이 가능한 이유는 HKMG(High-K Metal Gate) 공정 덕분이다. HKMG 공정은 모바일용 D램 중에서는 SK하이닉스가 세계 최초로 적용한 공법으로 유전율(K)이 높은 물질을 D램 트랜지스터 내부 절연막에 사용해 누설 전류를 막고 정전 용량을 개선한 차세대 공정이다.
LPDDR5T를 통해 또 한 번의 기술혁신을 만들어낸 개발 주역들은 “지금의 성과에 만족하지 않고 최고와 최초의 가치를 만들어내기 위해 끊임없는 도전을 이어갈 것”이라는 포부를 전했다.
▲ 새롭게 개발한 LPDDR5T 샘플을 보며 세계 최초로 HKMG 공정 도입 당시를 회상하며 이야기하고 있는 김현승 TL
이미 업계 최고 성능의 LPDDR5X를 공개한 만큼 SK하이닉스의 LPDDR5T 개발 소식에 다소 놀란 반응이 나오기도 했다. 보통 D램의 성능 향상을 위해선 적정한 수준의 기간이 필요하기 때문이다. 2개월 만에 더 빨라진 제품의 개발 소식을 전한다는 것은 상당히 이례적인 일이다. 이와 관련해 LPDDR5X와 LPDDR5T의 개발을 이끌었던 설계품질혁신 김현승 TL은 이렇게 말했다.
“저희는 앞서 개발한 LPDDR5X에서 모바일용 D램에 세계 최초로 HKMG 공정을 도입하면서 성능을 비약적으로 끌어올렸는데요. 이 과정에서 JEDEC에서 정한 LPDDR5X의 기준인 8.5Gbps를 상회하는 동작 속도를 구현해냈습니다. 당시 저희는 더 빨라진 속도의 제품을 개발할 수 있을 것이라는 확신이 생겼고, 더 빠른 제품 개발을 위해 연구를 계속 이어나가 LPDDR5T를 개발하게 된 것입니다.”
▲ LPDDR5T 개발 과정에서 더 빠른 동작 속도의 제품에 안정성을 더하기 위해 다양한 옵션을 변경했던 상황에 대해 이야기하는 김기룡 TL(가운데)
제품의 테스트를 진행했던 Mobile PE1 김기룡 TL은 “LPDDR5X 개발 과정에서 표준 동작 속도인 8.5Gbps보다 더 빠른 속도를 구현해 냈지만, 속도가 빨라지면 안정성이 떨어지는 문제가 있습니다. 저희는 제품의 설계 옵션을 변경해가며 제품에서 발생할 수 있는 문제들을 최소화했습니다. 그렇게 개발한 것이 LPDDR5T입니다”라고 덧붙여 설명했다.
LPDDR5X의 개발 과정에서 더욱 빠른 동작 속도를 구현할 수 있다는 자신감과 함께 도전하는 마음을 모아 추가 개발에 착수했다는 설명이다. LPDDR5T는 더 빠른 동작 속도의 제품에 안정성을 더하기 위해 다양하게 옵션을 변경해가며 최적화한 제품인 것이다.
▲ LPDDR5T의 최고 동작 속도(9.6Gbps)의 의미와 그에 대한 자긍심을 표현하고 있는 정승현 TL(가운데)
DRAM상품기획 정승현 TL은 “LPDDR5T에서 구현 가능한 9.6Gbps라는 동작 속도는 다음 세대인 LPDDR6에서나 달성할 수 있는 수준이었는데요. LPDDR5T를 개발하면서 또다시 우리 SK하이닉스가 모바일용 D램 시장을 선도할 수 있게 됐다고 생각합니다”라며 자긍심을 보이기도 했다.
LPDDR5T 개발 프로젝트를 총괄했던 DRAM PMO 송경근 TL은 “만약 우리가 LPDDR5X 개발에 만족하고 아무것도 하지 않았다면 LPDDR5T는 이 세상에 존재할 수 없었을 것입니다”라며 “이미 세계 최고의 성능과 전력 효율성을 보유한 제품을 개발했으면서도 더욱 향상된 성능의 제품을 시장에 내놓고자 했던 우리 구성원들의 도전정신이 돋보인 제품이라고 생각합니다”라고 소감을 전했다.
언제나 그렇듯 LPDDR5T 개발에도 많은 난제가 있었다. 가장 먼저, 내부 구성원들을 설득하기 위한 노력이 필요했다. 정승현 TL은 “내부에서도 ‘LPDDR5T를 굳이 개발해야 하는가?’라는 의문이 나오기도 했었습니다. LPDDR5X를 개발하고 공개한 지도 얼마 되지 않았고, 다음 세대인 LPDDR6 개발에 집중하는 게 좋지 않겠냐는 의견이었죠”라며 LPDDR5T 개발 초기에 상황을 회상했다.
김기룡 TL은 이와 관련해 “사실 저 역시 ‘LPDDR5T를 찾는 수요가 있을까?’ ‘시장성이 확보될까?’라는 질문을 하기도 했고, 확신이 들지 않았던 순간도 있었는데요. 정승현 TL을 비롯한 상품기획 구성원들이 우리의 도전의지를 보며 적극적으로 고객사들과의 소통을 통해 수요가 많다는 점과 시장성이 분명하다는 점을 확인해 줬습니다. 덕분에 저 역시 확신을 가지고 LPDDR5T를 테스트할 수 있었습니다”라고 개발 당시 상황을 설명했다.
특히, 지금까지 그 누구도 구현하지 못한 현존 최고 속도의 제품이기 때문에 경험한 난제도 있었다. LPDDR5 회로 설계를 담당한 Interface 조선기 TL은 LPDDR5T의 검증단계에서 느꼈던 난제를 다음과 같이 말했다.
“가장 어려웠던 점은 이 제품의 빠른 속도가 구현 가능한지 실물 검증이 어려웠다는 점입니다. 제품 자체가 9.6Gbps를 구현할 수 있다고 해도, 이것을 검증하기 위한 테스트 장비가 없으며, 시스템에서 조차 속도제한이 걸려있는 경우가 많아서 정확한 확인이 어려웠습니다. 이런 어려움을 해결하기 위해 속도 특성에 영향을 주는 항목들을 하나하나 도출하고 각 항목의 속도별 목표치를 설정해 관리하고 측정했습니다.”
김현승 TL은 LPDDR5T 프로젝트의 성공 가능성에 대해 “실패할 것이라고 의심한 적은 한순간도 없었습니다”라고 밝혔다. 그는 “이미 동작 속도는 충분히 나오고 있었기 때문에 큰 어려움을 예상하지는 않았습니다. 빠른 속도에 의해 불량이 발생하긴 했지만, 우리가 힘을 합치면 충분히 해결할 수 있다고 믿어 의심치 않았습니다”라며 함께 프로젝트를 진행한 구성원들에 대한 절대적인 신뢰를 보여주기도 했다.
▲ LPDDR5T 개발 성공을 SK하이닉스의 ‘one-team spirit’ 덕분이라고 말하며 함께 개발한 모든 구성원들에게 감사함을 전하고 있는 조선기 TL(좌측)
한편, 조선기 TL은 LPDDR5T 개발 성공의 공을 SK하이닉스만의 ‘one-team spirit’ 덕분이라고 했다. 그는 “LPDDR5T가 현존 최고의 동작 속도와 초저전압 제품이라는 점 때문에 주목받고 있고, 개발 프로젝트에 참여한 우리들이 대표로 인터뷰를 진행하고 있는데요. 저는 이번 제품 개발의 성공 포인트로 함께 일하는 구성원 모두가 글로벌 초일류 반도체 회사를 향한 목표에 도전하는 ‘one-team spirit’을 뽑고 싶습니다. 이를 통해 우리는 한 단계 레벨업하며 성장할 수 있었다고 생각합니다. 특히 HKMG 공정 적용을 가능하도록 소자를 만들어준 구성원들에게 고맙다는 인사를 꼭 전하고 싶습니다”라며 소감을 전했다.
김기룡 TL 역시 “LPDDR5T는 이제 개발에 성공한 것이고, 제품을 양산하기까지는 또 많은 과정이 필요합니다. 우리 SK하이닉스 구성원 모두가 one-team이 되어 LPDDR5T의 성공적인 출시를 이뤄내 최초와 최고의 가치를 함께 만들 수 있도록 도전을 멈추지 않겠습니다”라고 말했다.
▲ LPDDR5T 개발을 통해 기술 리더십을 확보할 수 있어 자부심을 느꼈다고 말하고 있는 송경근 TL(가운데)
송경근 TL은 마지막으로 LPDDR5T를 통해 모바일용 D램 시장을 선도하겠다는 포부를 드러냈다. “LPDDR5T를 통해 기술 리더십을 확보할 수 있었다는 점에 대해 자부심이 느껴집니다. 물론 앞으로도 끊임없는 혁신을 통해 최초와 최고의 가치를 만들어 나가겠다는 의지 역시 더욱 강해졌습니다. 이번에 개발한 LPDDR5T가 빠르게 양산되고 실제 소비자들의 다양한 모바일 디바이스에 사용될 수 있도록 최선의 노력을 다하겠습니다.”
SK하이닉스가 낸드플래시 개발 35주년을 기념하는 행사에서 깜짝 선물을 선보였다. 플래시 메모리 서밋(Flash Memory Summit, FMS)에서 선보인 제품들이 바로 그것.
SK하이닉스는 지난 8월 2일부터 4일까지 캘리포니아 산타클라라 컨벤션센터에서 열린 FMS 2022에 참가했다. 2019년 이후 처음 열린 오프라인 행사였다. 이 행사에서 SK하이닉스 경영진과 리더들은 기조연설 및 여러 세션들을 통해 신제품과 함께 개발하는 과정에서 마주했던 도전 과제에 대해 참석자들과 공유했다. 특히, 기조연설에는 SK하이닉스 최정달 부사장(NAND개발 담당)과 자회사 솔리다임(Solidigm)의 수석 부사장 겸 총괄 책임자인 산제이 S. 탈레자(Sanjay S. Talreja)가 참여했다.
▲ SK하이닉스는 FMS 2022에서 여러 혁신적인 제품을 선보였다.
이날 최 부사장과 탈레자 부사장은 "데이터의 잠재력 개방 - 스토리지의 새로운 패러다임(Unlocking the Potential of Data - the New Paradigm of Storage)"이라는 주제로 진행한 기조연설에서 혁신적인 낸드 기술을 통해 증가하고 있는 "DataCosm"(데이터, 스토리지 및 컴퓨팅의 고유한 결합)의 수요를 대응하는 방법에 대해 설명했다.
최 부사장은 8월 2일 프레젠테이션에서 세계 최고층 238단 512Gb TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드를 공개했다. 이 제품은 2023년 상반기 양산을 목표로 한다. 특히 이 제품은 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현되어 생산성을 높일 뿐만 아니라, 데이터 전송 속도와 전력 효율성 측면에서도 세계 최고 수준의 성능을 갖춰 주목받고 있다.
또한, 탈레자(Talreja) 부사장은 메모리 셀당 5비트(bit)의 데이터 저장 기능을 갖춘 세계 최초의 PLC(Penta-Level Cell) SSD를 공개했다. 하나의 셀에 4비트를 저장하는 QLC(Quad-Level Cell) SSD와 비교했을 때, 동일한 설치 공간 내 데이터 저장량이 25%나 높다. 이를 통해 솔리다임은 AI, 머신러닝, 빅데이터 분석 등 첨단 데이터 산업 영역에서 경쟁력을 확보했다. 또한 이 기술은 5G 인프라 구축 및 현재 전체 데이터 센터의 85% 이상을 차지하고 있는 HDD(Hard Disk Drive)를 대체하는 데에도 기여할 것으로 보인다.
▲ SK하이닉스 최정달 부사장이 FMS 2022에서 기조연설을 진행하고 있다.
SK하이닉스 강욱성 부사장(DRAM상품기획 담당), Storage SA팀 정우석 PL도 세미나를 통해 SK하이닉스의 다양한 성과를 소개했다. 먼저, 강 부사장은 후원 세션에서 SK하이닉스가 DDR5 DRAM 기반 CXL(Compute Express Link) 메모리 샘플을 최초로 개발했다는 소식을 발표했다. 이번 CXL의 핵심은 ‘확장성’으로 기존 메모리의 역할을 재정의 했는데, 이는 대역폭과 용량의 확장, 미디어 차별화, 컨트롤러 차별화 및 풀링(Pooling) 등 CXL 메모리의 특징 덕분에 가능했다. 또한 강 부사장은 CXL 메모리의 생태계 구축을 위해서는 업계의 협업이 중요하다고 강조했다.
▲ SK하이닉스 강욱성 부사장이 FMS 2022의 세션에서 CXL 메모리에 대해 발표하고 있다.
정우석 PL은 차세대 지능형 스토리지와 세계 최초 주문형 키 값 저장 계산 장치(KV-CSD)를 시연했다. 이 저장장치는 고성능 컴퓨팅을 위한 쓰기 및 읽기 기능을 향상 시키는 제품으로, 로스 앨러모스 국립연구소(Los Alamos National Laboratory, LANL)는 2년간의 파트너십을 통해 LANL의 슈퍼컴퓨터에서 성능 테스트를 수행하는 등 제품 개발에도 중요한 역할을 했다.
또한 SK하이닉스 낸드 기술 마케팅 이사 산토시 쿠마르(Santosh Kumar)는 8월 4일 “낸드 플래시가 세계에 미치는 영향(NAND Flash and its Impact on the World)”이라는 주제로 원탁 토론회에 참석했다. 여기에는 스탠포드 대학의 폴 사포(Paul Saffo)와 다른 낸드 기업의 경영진도 함께해 낸드 플래시가 지난 35년 동안 세계에 미친 영향과 적용 사례, 그리고 메모리 기술이 직면하게 될 과제에 대해 논의했다.
▲ FMS 2022의 원탁 토론회에서 낸드 플래시가 지난 35년 동안 세계에 미친 영향에 대한 이야기가 진행되고 있다.
최 부사장은 FMS 2022 행사를 성공적으로 마치고, 이 동력을 활용해 기술 장벽을 뛰어넘을 더 많은 제품을 개발하겠다는 의지를 드러냈다. 그는 “우리는 끊임없는 기술적 도전을 통해 돌파구를 찾기 위한 혁신을 계속 이어 나갈 것”이라고 말했다.
SK하이닉스가 세계에서 가장 빠른 동작 속도를 자랑하는 새로운 모바일용 D램을 개발했다. LPDDR5X를 공개한 지 2개월 만인 지난 1월 25일, LPDDR5X 대비 동작속도가 13% 빨라진 LPDDR5T(Low Power Double Data Rate 5 Turbo) 개발에 성공했다. [관련기사]
SK하이닉스는 현존 최고 속도를 자랑하는 LPDDR5T를 통해 모바일용 D램 시장을 선도하겠다는 계획이다. 특히 LPDDR5T는 동작 속도 향상과 동시에 저전력, 저전압 부문에서도 압도적인 효율을 보인다. SK하이닉스가 최초로 HKMG* 공정을 도입해 속도 개선과 함께 전력 소모량도 감소된 초저전력 특성을 동시에 구현해낸 것으로, LPDDR5X를 내놓은 지 불과 두 달 만에 기술 한계를 다시 한번 돌파했다는 데 의미가 있다.
* HKMG 공정: 유전율(K)이 높은 물질을 D램 트랜지스터 내부의 절연막에 사용해 누설 전류를 막고 정전용량(Capacitance)을 개선한 차세대 공정. 속도를 빠르게 하면서도 소모 전력을 줄일 수 있음. SK하이닉스는 지난해 11월 HKMG 공정을 모바일 D램에는 세계 최초로 도입함

뉴스룸은 최초와 최고의 가치를 또 한 번 만들어낸 LPDDR5T 개발 주역(송경근 TL, 김현승 TL, 김기룡 TL, 조선기 TL, 정승현 TL)을 직접 만나봤다. 이제 LPDDR5T 제품과 그 기술력에 대한 자신감으로 시장을 선도하겠다는 포부를 드러낸 그들만의 이야기를 들어보자.
▲ 속도와 저전력의 한계를 돌파한 그들만의 에피소드를 이야기하기 위해 모인 LPDDR5T 개발 주역들(좌측부터 설계품질혁신 김현승 TL, Mobile PE1 김기룡TL, DRAM상품기획 정승현 TL, DRAM PMO 송경근 TL, Interface 조선기 TL)
SK하이닉스가 새롭게 개발에 성공한 LPDDR5T는 제품명에서 알 수 있듯, 모바일용 D램 규격인LPDDR5에 터보(Turbo)의 T를 붙인 것으로 동작 속도의 혁신을 이룬 제품이다. 이는 초고속 모바일용 D램을 만들어냈다는 SK하이닉스만의 자신감이 담긴 것이다. 이 제품은 LPDDR5X의 동작 속도인 8.5Gbps(초당 8.5기가비트)보다 13% 빨라진 9.6Gbps(초당 9.6기가비트)의 속도를 자랑한다. 현존하는 모바일용 D램 중 가장 빠르다.
▲ 속도를 빠르게 하면서도 소모 전력을 줄일 수 있는 HKMG 공정을 통해 개발된 현존 최고속 모바일용 D램인 LPDDR5T 실물
동작 속도는 더 빨라졌고, 국제반도체표준협의기구(JEDEC, Joint Electron Device Engineering Council)가 정한 최저 전압 기준인 1.01~1.12V(볼트)에서 작동하는 초 저전력 특성 역시 구현했다. ESG 중심 경영의 의지를 담아 초고속, 초저전력 구동이 가능한 이유는 HKMG(High-K Metal Gate) 공정 덕분이다. HKMG 공정은 모바일용 D램 중에서는 SK하이닉스가 세계 최초로 적용한 공법으로 유전율(K)이 높은 물질을 D램 트랜지스터 내부 절연막에 사용해 누설 전류를 막고 정전 용량을 개선한 차세대 공정이다.
LPDDR5T를 통해 또 한 번의 기술혁신을 만들어낸 개발 주역들은 “지금의 성과에 만족하지 않고 최고와 최초의 가치를 만들어내기 위해 끊임없는 도전을 이어갈 것”이라는 포부를 전했다.
▲ 새롭게 개발한 LPDDR5T 샘플을 보며 세계 최초로 HKMG 공정 도입 당시를 회상하며 이야기하고 있는 김현승 TL
이미 업계 최고 성능의 LPDDR5X를 공개한 만큼 SK하이닉스의 LPDDR5T 개발 소식에 다소 놀란 반응이 나오기도 했다. 보통 D램의 성능 향상을 위해선 적정한 수준의 기간이 필요하기 때문이다. 2개월 만에 더 빨라진 제품의 개발 소식을 전한다는 것은 상당히 이례적인 일이다. 이와 관련해 LPDDR5X와 LPDDR5T의 개발을 이끌었던 설계품질혁신 김현승 TL은 이렇게 말했다.
“저희는 앞서 개발한 LPDDR5X에서 모바일용 D램에 세계 최초로 HKMG 공정을 도입하면서 성능을 비약적으로 끌어올렸는데요. 이 과정에서 JEDEC에서 정한 LPDDR5X의 기준인 8.5Gbps를 상회하는 동작 속도를 구현해냈습니다. 당시 저희는 더 빨라진 속도의 제품을 개발할 수 있을 것이라는 확신이 생겼고, 더 빠른 제품 개발을 위해 연구를 계속 이어나가 LPDDR5T를 개발하게 된 것입니다.”
▲ LPDDR5T 개발 과정에서 더 빠른 동작 속도의 제품에 안정성을 더하기 위해 다양한 옵션을 변경했던 상황에 대해 이야기하는 김기룡 TL(가운데)
제품의 테스트를 진행했던 Mobile PE1 김기룡 TL은 “LPDDR5X 개발 과정에서 표준 동작 속도인 8.5Gbps보다 더 빠른 속도를 구현해 냈지만, 속도가 빨라지면 안정성이 떨어지는 문제가 있습니다. 저희는 제품의 설계 옵션을 변경해가며 제품에서 발생할 수 있는 문제들을 최소화했습니다. 그렇게 개발한 것이 LPDDR5T입니다”라고 덧붙여 설명했다.
LPDDR5X의 개발 과정에서 더욱 빠른 동작 속도를 구현할 수 있다는 자신감과 함께 도전하는 마음을 모아 추가 개발에 착수했다는 설명이다. LPDDR5T는 더 빠른 동작 속도의 제품에 안정성을 더하기 위해 다양하게 옵션을 변경해가며 최적화한 제품인 것이다.
▲ LPDDR5T의 최고 동작 속도(9.6Gbps)의 의미와 그에 대한 자긍심을 표현하고 있는 정승현 TL(가운데)
DRAM상품기획 정승현 TL은 “LPDDR5T에서 구현 가능한 9.6Gbps라는 동작 속도는 다음 세대인 LPDDR6에서나 달성할 수 있는 수준이었는데요. LPDDR5T를 개발하면서 또다시 우리 SK하이닉스가 모바일용 D램 시장을 선도할 수 있게 됐다고 생각합니다”라며 자긍심을 보이기도 했다.
LPDDR5T 개발 프로젝트를 총괄했던 DRAM PMO 송경근 TL은 “만약 우리가 LPDDR5X 개발에 만족하고 아무것도 하지 않았다면 LPDDR5T는 이 세상에 존재할 수 없었을 것입니다”라며 “이미 세계 최고의 성능과 전력 효율성을 보유한 제품을 개발했으면서도 더욱 향상된 성능의 제품을 시장에 내놓고자 했던 우리 구성원들의 도전정신이 돋보인 제품이라고 생각합니다”라고 소감을 전했다.
언제나 그렇듯 LPDDR5T 개발에도 많은 난제가 있었다. 가장 먼저, 내부 구성원들을 설득하기 위한 노력이 필요했다. 정승현 TL은 “내부에서도 ‘LPDDR5T를 굳이 개발해야 하는가?’라는 의문이 나오기도 했었습니다. LPDDR5X를 개발하고 공개한 지도 얼마 되지 않았고, 다음 세대인 LPDDR6 개발에 집중하는 게 좋지 않겠냐는 의견이었죠”라며 LPDDR5T 개발 초기에 상황을 회상했다.
김기룡 TL은 이와 관련해 “사실 저 역시 ‘LPDDR5T를 찾는 수요가 있을까?’ ‘시장성이 확보될까?’라는 질문을 하기도 했고, 확신이 들지 않았던 순간도 있었는데요. 정승현 TL을 비롯한 상품기획 구성원들이 우리의 도전의지를 보며 적극적으로 고객사들과의 소통을 통해 수요가 많다는 점과 시장성이 분명하다는 점을 확인해 줬습니다. 덕분에 저 역시 확신을 가지고 LPDDR5T를 테스트할 수 있었습니다”라고 개발 당시 상황을 설명했다.
특히, 지금까지 그 누구도 구현하지 못한 현존 최고 속도의 제품이기 때문에 경험한 난제도 있었다. LPDDR5 회로 설계를 담당한 Interface 조선기 TL은 LPDDR5T의 검증단계에서 느꼈던 난제를 다음과 같이 말했다.
“가장 어려웠던 점은 이 제품의 빠른 속도가 구현 가능한지 실물 검증이 어려웠다는 점입니다. 제품 자체가 9.6Gbps를 구현할 수 있다고 해도, 이것을 검증하기 위한 테스트 장비가 없으며, 시스템에서 조차 속도제한이 걸려있는 경우가 많아서 정확한 확인이 어려웠습니다. 이런 어려움을 해결하기 위해 속도 특성에 영향을 주는 항목들을 하나하나 도출하고 각 항목의 속도별 목표치를 설정해 관리하고 측정했습니다.”
김현승 TL은 LPDDR5T 프로젝트의 성공 가능성에 대해 “실패할 것이라고 의심한 적은 한순간도 없었습니다”라고 밝혔다. 그는 “이미 동작 속도는 충분히 나오고 있었기 때문에 큰 어려움을 예상하지는 않았습니다. 빠른 속도에 의해 불량이 발생하긴 했지만, 우리가 힘을 합치면 충분히 해결할 수 있다고 믿어 의심치 않았습니다”라며 함께 프로젝트를 진행한 구성원들에 대한 절대적인 신뢰를 보여주기도 했다.
▲ LPDDR5T 개발 성공을 SK하이닉스의 ‘one-team spirit’ 덕분이라고 말하며 함께 개발한 모든 구성원들에게 감사함을 전하고 있는 조선기 TL(좌측)
한편, 조선기 TL은 LPDDR5T 개발 성공의 공을 SK하이닉스만의 ‘one-team spirit’ 덕분이라고 했다. 그는 “LPDDR5T가 현존 최고의 동작 속도와 초저전압 제품이라는 점 때문에 주목받고 있고, 개발 프로젝트에 참여한 우리들이 대표로 인터뷰를 진행하고 있는데요. 저는 이번 제품 개발의 성공 포인트로 함께 일하는 구성원 모두가 글로벌 초일류 반도체 회사를 향한 목표에 도전하는 ‘one-team spirit’을 뽑고 싶습니다. 이를 통해 우리는 한 단계 레벨업하며 성장할 수 있었다고 생각합니다. 특히 HKMG 공정 적용을 가능하도록 소자를 만들어준 구성원들에게 고맙다는 인사를 꼭 전하고 싶습니다”라며 소감을 전했다.
김기룡 TL 역시 “LPDDR5T는 이제 개발에 성공한 것이고, 제품을 양산하기까지는 또 많은 과정이 필요합니다. 우리 SK하이닉스 구성원 모두가 one-team이 되어 LPDDR5T의 성공적인 출시를 이뤄내 최초와 최고의 가치를 함께 만들 수 있도록 도전을 멈추지 않겠습니다”라고 말했다.
▲ LPDDR5T 개발을 통해 기술 리더십을 확보할 수 있어 자부심을 느꼈다고 말하고 있는 송경근 TL(가운데)
송경근 TL은 마지막으로 LPDDR5T를 통해 모바일용 D램 시장을 선도하겠다는 포부를 드러냈다. “LPDDR5T를 통해 기술 리더십을 확보할 수 있었다는 점에 대해 자부심이 느껴집니다. 물론 앞으로도 끊임없는 혁신을 통해 최초와 최고의 가치를 만들어 나가겠다는 의지 역시 더욱 강해졌습니다. 이번에 개발한 LPDDR5T가 빠르게 양산되고 실제 소비자들의 다양한 모바일 디바이스에 사용될 수 있도록 최선의 노력을 다하겠습니다.”
SK하이닉스가 낸드플래시 개발 35주년을 기념하는 행사에서 깜짝 선물을 선보였다. 플래시 메모리 서밋(Flash Memory Summit, FMS)에서 선보인 제품들이 바로 그것.
SK하이닉스는 지난 8월 2일부터 4일까지 캘리포니아 산타클라라 컨벤션센터에서 열린 FMS 2022에 참가했다. 2019년 이후 처음 열린 오프라인 행사였다. 이 행사에서 SK하이닉스 경영진과 리더들은 기조연설 및 여러 세션들을 통해 신제품과 함께 개발하는 과정에서 마주했던 도전 과제에 대해 참석자들과 공유했다. 특히, 기조연설에는 SK하이닉스 최정달 부사장(NAND개발 담당)과 자회사 솔리다임(Solidigm)의 수석 부사장 겸 총괄 책임자인 산제이 S. 탈레자(Sanjay S. Talreja)가 참여했다.
▲ SK하이닉스는 FMS 2022에서 여러 혁신적인 제품을 선보였다.
이날 최 부사장과 탈레자 부사장은 "데이터의 잠재력 개방 - 스토리지의 새로운 패러다임(Unlocking the Potential of Data - the New Paradigm of Storage)"이라는 주제로 진행한 기조연설에서 혁신적인 낸드 기술을 통해 증가하고 있는 "DataCosm"(데이터, 스토리지 및 컴퓨팅의 고유한 결합)의 수요를 대응하는 방법에 대해 설명했다.
최 부사장은 8월 2일 프레젠테이션에서 세계 최고층 238단 512Gb TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드를 공개했다. 이 제품은 2023년 상반기 양산을 목표로 한다. 특히 이 제품은 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현되어 생산성을 높일 뿐만 아니라, 데이터 전송 속도와 전력 효율성 측면에서도 세계 최고 수준의 성능을 갖춰 주목받고 있다.
또한, 탈레자(Talreja) 부사장은 메모리 셀당 5비트(bit)의 데이터 저장 기능을 갖춘 세계 최초의 PLC(Penta-Level Cell) SSD를 공개했다. 하나의 셀에 4비트를 저장하는 QLC(Quad-Level Cell) SSD와 비교했을 때, 동일한 설치 공간 내 데이터 저장량이 25%나 높다. 이를 통해 솔리다임은 AI, 머신러닝, 빅데이터 분석 등 첨단 데이터 산업 영역에서 경쟁력을 확보했다. 또한 이 기술은 5G 인프라 구축 및 현재 전체 데이터 센터의 85% 이상을 차지하고 있는 HDD(Hard Disk Drive)를 대체하는 데에도 기여할 것으로 보인다.
▲ SK하이닉스 최정달 부사장이 FMS 2022에서 기조연설을 진행하고 있다.
SK하이닉스 강욱성 부사장(DRAM상품기획 담당), Storage SA팀 정우석 PL도 세미나를 통해 SK하이닉스의 다양한 성과를 소개했다. 먼저, 강 부사장은 후원 세션에서 SK하이닉스가 DDR5 DRAM 기반 CXL(Compute Express Link) 메모리 샘플을 최초로 개발했다는 소식을 발표했다. 이번 CXL의 핵심은 ‘확장성’으로 기존 메모리의 역할을 재정의 했는데, 이는 대역폭과 용량의 확장, 미디어 차별화, 컨트롤러 차별화 및 풀링(Pooling) 등 CXL 메모리의 특징 덕분에 가능했다. 또한 강 부사장은 CXL 메모리의 생태계 구축을 위해서는 업계의 협업이 중요하다고 강조했다.
▲ SK하이닉스 강욱성 부사장이 FMS 2022의 세션에서 CXL 메모리에 대해 발표하고 있다.
정우석 PL은 차세대 지능형 스토리지와 세계 최초 주문형 키 값 저장 계산 장치(KV-CSD)를 시연했다. 이 저장장치는 고성능 컴퓨팅을 위한 쓰기 및 읽기 기능을 향상 시키는 제품으로, 로스 앨러모스 국립연구소(Los Alamos National Laboratory, LANL)는 2년간의 파트너십을 통해 LANL의 슈퍼컴퓨터에서 성능 테스트를 수행하는 등 제품 개발에도 중요한 역할을 했다.
또한 SK하이닉스 낸드 기술 마케팅 이사 산토시 쿠마르(Santosh Kumar)는 8월 4일 “낸드 플래시가 세계에 미치는 영향(NAND Flash and its Impact on the World)”이라는 주제로 원탁 토론회에 참석했다. 여기에는 스탠포드 대학의 폴 사포(Paul Saffo)와 다른 낸드 기업의 경영진도 함께해 낸드 플래시가 지난 35년 동안 세계에 미친 영향과 적용 사례, 그리고 메모리 기술이 직면하게 될 과제에 대해 논의했다.
▲ FMS 2022의 원탁 토론회에서 낸드 플래시가 지난 35년 동안 세계에 미친 영향에 대한 이야기가 진행되고 있다.
최 부사장은 FMS 2022 행사를 성공적으로 마치고, 이 동력을 활용해 기술 장벽을 뛰어넘을 더 많은 제품을 개발하겠다는 의지를 드러냈다. 그는 “우리는 끊임없는 기술적 도전을 통해 돌파구를 찾기 위한 혁신을 계속 이어 나갈 것”이라고 말했다.
‘매미를 통해 기후변화 정도를 알 수 있다고?’
생태계를 지키기 위한 다채로운 인공지능(AI) 분석과 번뜩이는 아이디어의 장이 SK하이닉스에서 열렸다.
SK하이닉스가 지난해 9월 열린 ‘생물다양성 데이터분석 및 아이디어제안 경연(AI Challenge for Biodiversity, 이하 생물다양성 경연)[관련기사]’의 심사 결과를 발표하고, 멸종위기 생물종 보호를 위한 참가자들의 인사이트를 공유했다고 밝혔다. 유의미한 AI 분석 결과와 참신한 아이디어를 제공한 팀에는 총 2,600만 원의 상금이 수여됐다.
‘생물다양성 경연’은 현재 진행 중인 용인 반도체 클러스터 생물다양성 프로젝트*를 널리 알리고, 멸종위기 생물종에 대한 관심을 높이기 위해 기획된 행사다. 경연 참가자들에게 클라우드 서비스 및 플랫폼 '애저(Azure)'를 지원한 마이크로소프트, 생태계 관찰 데이터*를 제공한 재단법인 숲과나눔 · 동아사이언스가 주최 및 후원사로 함께했다. 경연은 생태계 관찰 데이터를 기반으로 AI 분석 결과를 도출하는 ‘데이터분석 리그’와 생물다양성 보전 아이디어를 제안하는 ‘아이디어제안 리그’로 나뉘어 진행됐다.
* 용인 반도체 클러스터 생물다양성 프로젝트 : SK하이닉스가 마이크로소프트(MS)와 협력해 용인 반도체 클러스터 조성 전후 생태계 변화를 관찰하고 기록하며 건강한 생태계가 조성되고 있음을 시민과학자와 함께 과학적으로 입증하려는 활동. MS 클라우드 애저(Azure) 기반 AI가 활용됨
* 생태계 관찰 데이터 : 동아사이언스에서 운영하는 시민과학 프로젝트 ‘지구사랑탐사대’를 통해 10년간 누적된 생태 사진 및 영상 20만 개와 약 2만 명(6,000여 팀)의 시민과학자 활동 기록 데이터
참가 팀은 생태계 관찰 데이터, 공공 데이터 등을 자유롭게 활용해 분석 결과 및 아이디어를 내놨다. SK하이닉스는 분석 모델의 참신성 및 구현 완결성, 생물다양성 보전에 대한 기여도와 사회적 가치 등을 기준으로 수상작을 평가하고 SUPEX상(1위), INNOVATION상(2위), CHALLENGE상(3위)을 시상했다.
데이터분석 리그 수상작은 ▲서식지 특성에 따른 매미 종류와 개체수 분석 및 시각화(맹꽁이2 팀) ▲시민과학 데이터를 활용한 곤충 종의 연간 분포 패턴 및 감소율 예측(sticksINbundle 팀) ▲수원청개구리와 금개구리의 서식지 예측 및 비교 분석(숲숲하네요 팀) 등이다. 이 부문 SUPEX상(1위)은 맹꽁이2 팀이 수상했다. 다양한 활용 가치(생물종 보호 · 도시화 지표 활용) 및 실현 가능성에서 높은 점수를 받았다.
아이디어제안 리그 수상작은 ▲3D 프린팅 인공구조물과 AI 딥러닝을 이용한 안성천의 생물다양성 증진 방안(sejong-in-ability 팀) ▲해양 미생물의 시기 · 지역별 분포 분석을 통한 미세플라스틱 오염 현황 파악 및 유용 미생물 발굴(BIO DIVE 팀) ▲지구 생태계 복원 시뮬레이션 게임 ‘화성 이주 대작전’(우리는아무렇지않다 팀) 등이다. 이 부문 SUPEX상(1위)은 sejong-in-ability 팀에게 돌아갔다. 첨단 기술 융합(3D 프린팅 · IoT 센서 · AI 등) 및 실현 가능성에서 우수한 평가를 받았다.
한편, SK하이닉스는 지난 1월 12일 캔미팅 자리를 마련하고, 이번 경연의 취지와 성과를 자유롭게 이야기하는 시간도 가졌다. 마이크로소프트 조종혜 이사, 재단법인 숲과나눔 최준호 소장, 동아사이언스 고선아 본부장 등 주요 관계자 및 수상자 6팀이 모두 참석해 의미를 더했다.
▲ SK하이닉스가 생물다양성 경연 캔미팅을 열고, 주요 관계자 및 수상팀과 선정된 아이디어에 대해 의견을 나누는 시간을 가졌다.
이 자리에서 SK하이닉스 SV추진담당 박철범 부사장은 “생물다양성 증진, 환경보전을 위해 어떤 기술과 아이디어를 적용할 수 있을지, 시민과학자들과 함께 고민해본 소중한 시간이었다”며 “참가자들에게 클라우드 서비스 및 플랫폼 애저(Azure)를 지원한 마이크로소프트, 생태계 관찰 데이터를 지원한 동아사이언스 및 재단법인 숲과나눔, 선의의 경쟁과 지식 공유를 위한 SK㈜ C&C의 디지털 경연 플랫폼 지원까지 다양한 이해관계자들이 힘을 합쳤기에 가능했다”고 밝혔다. 아울러 “지속 가능한 사회를 위해 앞으로도 SK하이닉스는 기업의 사회적 책임을 다하고자 노력하겠다”고 말했다.
▲ 맹꽁이2 팀, (왼쪽부터) 이민지, 유영서, 기지원, 박지원, 김윤진(개인사정으로 미촬영) 학생
데이터분석리그 SUPEX상 수상작은 ‘서식지 특성에 따른 매미 종류와 개체수 분석 및 시각화’다. ‘맹꽁이2 팀’은 ‘연도 · 월별 전체 매미 개체수 및 종별 개체수 변화’, ‘기온 및 습도에 따른 매미 종별 개체수’ 등 다양한 요인과 매미 종의 상관관계를 분석하고 시각화했다. 분석 결과 매미는 종에 따라 영향받는 기상 요인이 다르며, 개발된 지역일수록 종 다양성이 낮아지는 사실을 발견했다.
▲ 기지원 팀장(맹꽁이2 팀)이 생물다양성 경연 SUPEX상 수상소감을 밝히고 있다.
기지원 팀장은 “이번 결과는 지역의 개발 정도가 매미의 종 다양성과 매우 관련 있다는 사실을 보여준다”며 “이는 도시화 지표로도 활용 가치가 충분하다”고 설명했다. 아울러 “종별로 영향을 받는 기상 요인이 다르기에 특정 지역의 기후 변화를 파악할 수 있는 등 다채로운 응용도 가능하다”고 덧붙였다.
생태계 관찰 데이터의 다방면 활용성을 보여준 이 팀은 생물다양성 경연이 데이터분석 역량을 키우는 데도 큰 힘이 됐다고 평가했다. 통계학 전공 김윤진 팀원은 “여러 분석과 통계 방법을 고려해 보면서, 이론으로 배웠던 개념을 실험할 수 있었다”며 “데이터를 보는 시각이 넓어졌다”고 소감을 전했다.
▲ sticksINbundle 팀, (왼쪽부터) 이대경, 정현용
데이터분석 리그 INNOVATION상 수상작은 ‘시민과학 데이터를 활용한 곤충 종의 연간 분포 패턴 및 감소율 예측’이다. 생물종 연구 경험이 있는 ‘sticksINbundle 팀’은 생물다양성 경연의 좋은 취지에 공감했고, 대회에 참가해 다른 팀들과 기술을 공유하는 등 선의의 경쟁을 통해 데이터분석 기술을 향상하고자 경연에 참여했다.
이번 경연에서는 북미 토착 무당벌레 4종의 연간 감소율을 예측하는 머신러닝(ML) 모델을 개발했다. 분석 시 주로 쓰이는 환경변수(온도 · 고도 등)는 제외하고, 생물변수(주변 생물)만 활용하는 등 독자적인 아이디어도 접목했다. 환경변수를 활용할 경우 수십 년의 기간을 놓고 봐야 하는데, 생물변수를 통해 더 짧고 세밀한 기간 내 생물종 서식 여부를 예측할 수 있게 됐다. 그 결과 4종의 무당벌레 모두 매해 감소가 예상되며, 특히 3개 종은 ‘멸종위험군’으로 분류된다는 결론을 얻었다.
▲ 정현용 팀장(sticksINbundle 팀)이 데이터분석 연구 기반의 생물종 감소율 예측 성과의 의미에 관해 설명하고 있다.
정현용 팀장은 “북미 토착 무당벌레 4종은 멸종위기종 등급 DD*에 해당한다”며 “이번 데이터분석 연구로 이 생물종의 감소율을 예측함으로써, 보존 근거를 마련했다는 데 의미가 있다”고 설명했다.
* DD 등급 : 멸종위험을 평가할 데이터가 부족할 때 부여하는 등급
▲ 숲숲하네요 팀, (왼쪽부터) 나건주, 김경아, 채정연, 김선진(개인사정으로 미촬영) 학생
데이터분석리그 CHALLENGE상 수상작은 ‘숲숲하네요’ 팀의 ‘수원청개구리와 금개구리의 서식지 예측 및 비교 분석’이다. 이 팀은 ‘생태적 지위와 종간 경쟁에 대한 연구’, ‘번식기 서식지 분석’ 등 수많은 사례와 선행연구를 조사하며 독립변수를 정밀하게 정했다. 이를 바탕으로 수원청개구리, 금개구리의 출현지 데이터를 종속변수로 엮어 분석한 결과, 수원청개구리와 금개구리 서식지가 도시 및 공용거주시설과 가깝고 공업지대와 먼 곳에 분포할 것으로 예측됐다.
▲ 김경아 팀장(숲숲하네요 팀)이 이번 경연에 참여한 소감과 멸종위기종에 대한 인식 제고의 중요성을 전하고 있다.
김경아 팀장은 “분석 모델을 활용하면, 멸종위기종 서식지를 피해 도시 및 산업시설을 개발할 수 있다”며 “이 연구가 멸종위기 생물종에 대한 시민 인식을 제고하고, 환경 관련 다양한 이해관계자가 상호작용하는 데 쓰이길 기대한다"고 전했다.
▲ sejong-in-ability 팀, 방예지, 한미란(개인사정으로 미촬영) 학생
‘3D 프린팅 인공구조물과 AI 딥러닝을 이용한 안성천의 생물다양성 증진 방안’은 아이디어제안 리그의 SUPEX상 수상작이다. ‘sejong-in-ability 팀’의 아이디어로, 3D 프린팅 · IoT 센서 · AI 등 첨단 기술을 융합해 안성천 수질을 높이고, 종 다양성을 증진하려는 참신한 접근이 돋보인다.
핵심은 3D 프린팅으로 제작한 탄산칼슘 소재의 다공성(구멍이 많은) 인공구조물이다. 이 구조물에 붙은 부착 조류(암석, 자갈 등의 표면에 붙어 생활하는 조류)는 탄소 포집 및 온실가스 저감 효과를 낸다. 인공구조물은 유속을 조절해 수중 환경을 바꾸고 종 다양성을 높이는 역할도 한다. 인공구조물 내 설치한 수중 센서로 정보(pH · 수온 · 용존산소량 · 유속 등)도 수집하는데, 이는 인공구조물 수를 조절하거나 AI 딥러닝을 통해 하천별 최적의 인공구조물을 도출하는 데 쓴다. 여기에는 SK의 수중통신망 기술을 활용한다.
▲ 방예지 팀장(sejong-in-ability 팀)이 생물다양성 프로젝트에 팀의 아이디어가 활용되길 바라며 기대감을 전하고 있다.
방예지 팀장은 “아이디어의 참신성 및 실제 구현 가능성 측면에서 좋은 점수를 받은 만큼 용인 반도체 클러스터 구축 후 안성천 보전에 활용되길 바란다”며 “전문가 손길을 거쳐 더 완성도 높은 프로젝트로 거듭났으면 한다”고 전했다.
▲ BIO DIVE 팀, 신성룡 학생
아이디어제안 리그 INNOVATION상 수상작은 ‘BIO DIVE 팀’의 ‘해양 미생물의 시기 · 지역별 분포 분석을 통한 미세플라스틱 오염 현황 파악 및 유용 미생물 발굴’이다. 이 팀은 현재까지 해양 미세플라스틱 오염을 판단할 공식 지표가 없다는 점에 착안해 아이디어를 구상했다.
해양 환경 분석에는 ‘장내 미생물 분석’을 응용한다. 장내 미생물로 인간의 건강 상태를 파악하듯 해양 미생물을 지역 · 시기별로 비교 분석하면, 해양별 유의미한 차이를 발견할 수 있다. 이를 지표로 활용하면 해양의 미세플라스틱 오염 정도를 파악할 수 있고, 대책도 마련할 수 있다는 게 이 팀의 아이디어다.
▲ 신성룡 팀장(BIO DIVE 팀)이 이번 경연에서 제안한 미생물 분포 패턴으로 다양한 연구가 가능하다는 것을 설명하고 있다.
신성룡 팀장은 “해양 미세플라스틱 오염도를 미생물 분포 패턴 차이로 파악한다는 점에서 완전히 새로운 연구”라며 “여기서 새롭게 도출될 수 있는 연구도 무궁무진하기에, 이 아이디어가 다양하게 활용되길 기대한다”고 밝혔다.
▲ 우리는아무렇지않다 팀, (왼쪽부터) 윤현정, 고석영, 옥채연(개인사정으로 미촬영) 학생
아이디어제안 리그 CHALLENGE상 수상작은 ‘우리는아무렇지않다 팀’이 제안한 ‘지구 생태계 복원 시뮬레이션 게임, 화성 이주 대작전’이다.
‘화성 이주 대작전’은 모바일 시뮬레이션 게임이다. 자연 속 다양한 생물종을 촬영 · 제출하면, 동일 생물종이 게임 아이템으로 제공되며 이는 자신만의 화성을 꾸미는 데 활용할 수 있다. 보상으로 얻은 포인트를 굿즈로 바꾸거나, 스토어에 접속해 친환경 상품을 구매할 수도 있다. 게임에는 객체 분류 AI 모델이 적용되는데, 유저가 촬영한 생물종 사진을 인식하고, 게임 아이템으로 바꿔주는 역할을 한다.
▲ 고석영 팀장(우리는아무렇지않다 팀)이 제안한 게임으로 많은 사람이 생태 지식을 습득할 수 있다는 점을 강조하고 있다.
고석영 팀장은 “전 국민 누구나 게임을 통해 자연스럽게 생태 지식을 습득하길 바라며 기획했다”며 “게임 내에 쌓인 생물 데이터는 여러 연구에 활용될 수 있어 게임 이상의 가치를 가졌다”고 강조했다.
SK하이닉스는 이번 경연에서 나온 AI 해법과 아이디어를 추후 용인 반도체 클러스터가 자리할 안성천 인근 생태계를 보전하고 생물다양성 프로젝트를 이어나가는 데 참고한다는 계획이다.
SV전략 조성봉 PL은 “생태계 보전을 위해 글로벌 비즈니스 파트너와 그룹 관계사를 비롯해 지역 주민 등 다양한 이해관계자와 협력할 것”이라며 “안성천 생물 데이터를 수집하고, 일반에 개방하는 등 프로젝트를 지속 확대해 회사가 추구하는 친환경 사회적 가치(SV)를 지속적으로 창출해 나가겠다”고 밝혔다.