반도체 기술이 고도화될수록 설계의 중요성은 더욱 커진다. 더 작은 면적에 더 많은 기능을 담고, 고성능과 저전력이라는 상반된 가치를 동시에 실현하기 위해서는 설계가 결정적인 역할을 하기 때문이다.
반도체의 기능을 정의하고, 그 두뇌 역할을 하는 회로를 디자인하는 설계 직무는 하나의 제품을 위한 여정의 출발점이자, 모든 기술적 고민의 시작이라 해도 과언이 아니다.
뉴스룸은 SK하이닉스 대학생 앰버서더(김경태, 김윤진)와 함께 설계 직무를 담당하는 김종석 TL(DRAM 설계팀)과 신민철 TL(NAND 설계팀)을 만나 설계의 역할과 가치, 그리고 이 일을 수행하기 위해 필요한 역량에 대해 들어봤다.
논리와 회로로 반도체의 두뇌를 구현하는 ‘설계’
설계 직무는 반도체가 수행해야 할 기능을 ‘논리’와 ‘회로’의 언어로 구현하는 일이다. 건축으로 비유하면, 건물의 용도와 구조에 맞는 도면을 설계하는 일에 해당한다. 즉, 어떤 기능을 어떤 구조로 실현할지, 이를 위해 필요한 소자를 어떻게 배치할지를 결정하며 제품 개발의 방향을 정의하는 과정이다.
세부 직무는 크게 회로 설계와 디지털(Digital) 설계로 나뉜다. 회로 설계는 제품의 동작을 구성하는 다양한 회로 요소를 만드는 일이다. 선행 기술 연구부터 제품 회로 설계, 회로 분석과 검증, 경쟁사 분석, 수율 향상과 개발 방식 개선, 미래 제품을 위한 요소 기술 개발까지의 전과정이 포함된다. 디지털 설계는 특정 기능을 가진 디지털 회로 블록, 즉 IP(Intellectual Property)를 설계한다. 고객이 요구하는 칩의 성능과 사양에 맞춰, 전력(Power), 성능(Performance), 면적(Area) 등 복합적인 조건을 최적화하는 것이 핵심이다.
두 파트의 설계 엔지니어들은 설계 초기 단계부터 긴밀하게 협업하며, 제품의 구조와 동작 방식을 함께 정의하고 적용해 나간다. 칩의 특성과 요구 조건에 따라 서로 다른 레벨에서 회로를 정의하는 만큼, 각기 다른 시각과 기술을 통해 하나의 제품을 완성한다.
실무에서의 설계는 회로 설계(Schematic), 배치 설계(Layout), 검증(Verification)이라는 세 단계의 유기적인 업무를 통해 완성된다. 먼저 회로 설계는 제품의 기능을 논리적으로 정의하고 구현하는 역할을 맡는다. 이어 배치 설계는 이를 실제로 반도체 위에 구현할 수 있도록 물리적 구조로 전환하며, 검증 단계에서는 시뮬레이션을 통해 회로의 동작을 점검하고 보완한다.
무엇보다 설계 직무는 단순한 회로 구성 작업을 넘어, 성능과 안정성, 제조 가능성까지 종합적으로 판단하고 조율해야 하는 고차원적 작업이다. 다양한 기술적 제약과 변수 속에서 최적의 설계안을 도출하기 위해 수많은 반복과 협의를 진행하며, 공정·소자·테스트 등 다양한 부서와의 긴밀한 협업을 통해 제품의 완성도를 높여 나간다.
설계는 이런 인재를 찾는다
반도체 산업 전반에 미세 공정의 한계와 SoC* 트렌드 등이 대두되면서, 설계의 복잡도와 중요도는 꾸준히 높아지고 있다. 이러한 환경 속에서 설계 직무는 단순히 회로를 설계하는 기술적 작업을 넘어, 시장에서 성공할 수 있는 제품을 기획하고 구현하는 비즈니스의 핵심 역할로 진화하고 있다.
* SoC(System on Chip): CPU, GPU, 메모리 등 다양한 기능이 하나의 칩에 통합된 형태의 반도체
설계 직무를 수행하는 데는 설계의 기본 언어인 논리와 회로를 이해하고 다루는 기초 역량이 필수다. 실제로 다른 직무에 비해 전자, 반도체, 물리, 컴퓨터공학 등 관련 전공자 비중이 높은 것도 이 때문이다. 하지만 전공 지식이 모든 것을 결정하진 않는다.
실무 역량은 입사 후 학습과 경험을 통해 충분히 성장할 수 있는 만큼, 더 중요한 것은 논리적 사고력과 끈기, 꼼꼼함이다. 복잡한 연산 구조를 논리적으로 분석하고, 미세한 오류를 끈질기게 찾아내며, 이를 보완해 완성도를 높이는 업무 과정에서 요구되는 역량이다. 또한 수십 명의 엔지니어가 하나의 결과를 위해 협업하는 만큼, 다양한 관점을 수용하고 원활하게 소통할 수 있는 협업 능력 또한 중요하다.
SK하이닉스 채용을 담당하고 있는 송상목 TL(Talent Acquisition팀)은 “설계 직무는 반도체 제품의 기능을 결정짓는 첫 단추이자, 고성능·고효율 제품을 구현하는 기술적 핵심 역할을 한다”며, “이에 따라 고객의 요구와 시장 트렌드를 설계에 반영할 수 있는 역량이 점점 더 중요해지고 있다”고 설명했다. 이어 그는 “설계는 도전적인 분야지만, 끝까지 해내고자 하는 사람에게는 가장 큰 성취감을 주는 직무”라며, “‘풀스택 AI 메모리 프로바이더(Full Stack AI Memory Provider)’ SK하이닉스의 차세대 반도체 설계 업무에 관심 있는 지원자라면 적극적으로 도전해 보길 바란다”고 덧붙였다.
Q1. 간단한 자기소개 부탁드립니다.
김종석 TL: DRAM 설계팀의 김종석 TL입니다. 현재 칩 간 데이터 송수신을 담당하는 아날로그 회로를 실물로 구현하기 위한 배치 설계 업무를 맡고 있습니다. 고속화, 집적화가 진행되는 D램 환경에서 공정 한계를 넘지 않으면서도 인터페이스 특성을 최적화할 수 있도록 배치 설계 품질 향상을 위한 다양한 시도를 하고 있습니다.
신민철 TL: NAND 설계팀의 신민철 TL입니다. 저는 칩 전체 전력망을 설계·검증하는 PDN(Power Distribution Network)* 설계와 검증 업무를 맡고 있습니다. 주요 회로들이 안정적으로 동작할 수 있도록 전력 무결성을 확보하는 것이 핵심이며, 이를 위해 칩 내 모든 블록에 전력을 효율적으로 분배하고 제어하는 구조를 설계합니다.
* PDN(Power Distribution Network): 칩 내 회로에 안정적이고 균일한 전력을 공급하기 위해 구성하는 전력 전달 경로로, 고속 신호 처리와 저전력 구현을 위해 매우 중요한 요소.
Q2. 설계 직무가 추구하는 핵심 가치와 목표는 무엇인가요?
김종석 TL: 설계는 단순히 정해진 스펙을 구현하는 데 그치지 않습니다. 생산성과 품질, 저전력, 고속 특성 등 서로 다른 조건을 모두 만족하는 고품질 제품을 설계하는 것이 목표이며, 이를 위해 끊임없는 개선과 혁신을 추구합니다.
신민철 TL: 설계의 본질적인 목표는 더 작고, 더 안정적이며, 더 고성능인 칩을 만드는 데 있다고 생각합니다. 낸드 설계의 경우, 결국 HDD(하드디스크)를 대체할 수 있을 만큼 싸고 경쟁력 있는 SSD(Solid State Drive)를 만드는 것이 장기적인 목표라고 생각합니다.
Q3. 현업에서의 가장 큰 도전 과제는 무엇인가요?
김종석 TL: ‘고성능/저전력/집적화’라는 서로 상반된 조건 사이에서 최적의 해법을 찾는 것이 가장 어렵습니다. 특히 인터페이스 회로의 경우, 신호와 전력 열화를 최소화하면서도 고속 특성을 확보하는 배치 설계가 필요해 난이도가 높습니다.
신민철 TL: 최근에는 CSR*과 전력 절감이 큰 이슈입니다. 특히 저전력 낸드 제품을 요구하는 고객이 증가하면서, 기존과는 다른 새로운 설계 방식을 다각도로 시도하고 있습니다. 이러한 변화에 대응하기 위해 분야별 설계 엔지니어 간의 긴밀한 협업이 그 어느 때보다 중요해지고 있습니다.
* CSR(Chip Size Reduction): 칩의 전체 면적을 줄여 원가를 절감하고 고집적화를 구현하는 설계 전략
Q4. 설계 직무에 가장 필요한 자질이나 역량은 무엇인가요?
김종석 TL: 설계의 기초는 회로에 대한 이해입니다. 이를 기반으로 다양한 문제 상황에서도 유연하게 해법을 찾아야 합니다. 또한, 거시적 관점에서는 잠재적 불량을 예측하고, 미시적으로는 실수를 줄이기 위한 꼼꼼함이 필요합니다. 작은 오류 하나가 전체 일정과 품질에 영향을 줄 수 있기 때문입니다.
신민철 TL: 설계에서는 숫자 하나로 결과가 달라지고, 작은 실수가 개발 일정을 수개월 이상 지연시킬 수 있습니다. 그래서 꼼꼼함이 가장 중요합니다. 또한, 하나의 문제를 해결하기 위해 수백 번 검토해야 할 때도 많습니다. 이 과정에서 포기하지 않고 끝까지 파고드는 ‘집념’ 또한 중요한 자질입니다.
Q5. 설계 직무를 꿈꾸는 예비 지원자에게 조언을 해주신다면?
김종석 TL: 설계라는 일을 어렵게 느낄 수 있지만, 거창한 지식이나 성과보다, 기초를 탄탄히 다져가며 꾸준히 성장하는 것이 오히려 회사 생활에 더 큰 도움이 됩니다. 특히 D램 설계 직무의 경우, 입사 후 ‘Design School’이라는 집합 교육 과정이 운영되고 있어 회로 설계, 배치 설계, 검증 등 실무 전반에 대해 선배 엔지니어들로부터 체계적으로 배울 수 있습니다. 부서 배치 후에도 바로 업무를 수행할 수 있을 만큼 실질적인 역량을 쌓을 수 있는 과정입니다. 무엇보다 중요한 것은 모든 것에 호기심을 가지고, 스스로 질문하며 배우려는 자세라고 생각합니다.
신민철 TL: 저도 학창 시절에는 설계가 어렵다고 생각했지만, 입사 후 교육 시스템을 통해 충분히 따라갈 수 있었습니다. 꼭 설계를 잘하는 사람만 오는 직무는 아니며, 흥미가 있다면 누구든지 도전해 볼 수 있는 분야입니다. 용기를 내 시작해 보시길 바랍니다.
SK하이닉스 앰버서더와 함께한 생생한 설계 직무 체험기
