대학 연구실에서 나온 참신한 아이디어가 기업의 현장 경험과 만나면 어떤 시너지를 낼 수 있을까. SK하이닉스가 이 질문의 답을 확인할 수 있는 자리를 마련했다.
SK하이닉스는 16일 이천캠퍼스 영빈관에서 ‘2026 산학연구과제 우수발명 시상식’을 개최했다. 이날 시상식에는 차선용 미래기술연구원장, 채희석 부사장(법무/특허 부문장), 김재범 부사장(R&D전략 담당), 김연수 부사장(특허 담당) 등 기술 및 특허 부문 핵심 임원진과 실무진이 참여해 수상자들을 축하했다.
‘산학연구과제 우수발명 시상식’은 대학과 기업이 함께 수행한 연구 가운데 기술적 성과가 뚜렷하고 특허로서 가치가 높은 발명을 선정해 격려하는 자리로, 2013년부터 매년 개최해 오고 있다. 올해는 지난해 출원된 산학특허 26건을 대상으로 엄정한 심사를 진행해, 최우수상 1건, 우수상 1건, 장려상 3건 등 총 5건이 수상의 영예를 안았다.
최우수상으로는 서울대학교 최우석 교수가 발명한 차세대 다중 레벨 신호 전송을 위한 회로 설계 관련 특허가 선정됐다. 최 교수는 연산 칩과 메모리 사이에서 데이터를 더 빠르고 적은 에너지로 주고받게 하는 통신 회로 기술을 개발해, 고속 메모리 인터페이스*에서 발생하는 전원 잡음* 문제를 해결한 성과를 인정받았다.
* 전원 잡음: 회로가 고속으로 동작하며 전류가 급변할 때 회로에 공급되는 전원의 전압이 미세하게 흔들리는 현상.
우수상에는 연세대학교 김형준 교수가 발명한 차세대 메모리용 전극 물질 및 소자 특성 관련 특허가 선정됐다. 차세대 고집적 메모리에 쓰이는 전극의 특성을 단일 공정 변수만 활용해 제어하는 기술로, 공정 조건에 따른 전극의 물성과 소자 특성에 대한 정량적 데이터가 구체적으로 제시돼 실제 제품 개발에 즉시 적용 가능한 완성도를 갖춘 점이 높은 평가를 받았다.
장려상은 서울대학교 황철성 교수가 ‘수직형 SOM 셀 물질 증착을 위한 고온 ALD/CVD 공정 특허’로, 서울과학기술대학교 최병준 교수가 ‘차세대 메모리용 고온 ALD/CVD 전구체 및 공정 특허’로, 한양대학교 한재덕 교수가 ‘UFS 5.0 및 차세대 M-PHY 고속 인터페이스 회로 특허’로 각각 수상했다.
차선용 미래기술연구원장은 “산학 협력을 통해 발굴된 우수 특허가 국내 반도체 산업의 기술 경쟁력을 높이는 데 기여할 것으로 기대한다”며 “앞으로도 도전적이고 혁신적인 연구가 활발히 이뤄질 수 있도록 적극적인 지원을 이어가겠다”고 말했다.
“고속 메모리 인터페이스에서도 안정적인 데이터 전송 가능한 회로 구현”
▲ 최우수상을 수상한 서울대학교 최우석 교수
인공지능이 한 번에 처리하는 데이터의 양이 급격히 늘면서 메모리에 저장된 데이터를 연산 칩으로 한 번에 많이, 빠르게 옮기기 위한 ‘고속 메모리 인터페이스’가 주목받고 있다. 최우석 교수는 이 같은 환경에서도 안정적으로 데이터를 옮기기 위해 새로운 통신 회로를 개발해 최우수상을 수상했다.
최 교수는 “기존의 PAM3* 방식은 고속 전송 환경에서 다양한 잡음과 동작 조건의 변화가 신호 전달의 안정성에 영향을 줄 수 있다”며 “이번 연구에서는 이러한 영향을 줄이고 데이터를 안정적으로 주고받을 수 있도록 통신 회로의 설계를 개선하는 데 집중했다”고 설명했다.
이어 “이번 성과에서 가장 중요한 부분은 고속 데이터 전송 환경에서 안정성을 높일 수 있는 회로 설계의 가능성을 확인한 것”이라며 “향후 응용 환경별 요구 조건을 검토하면서 관련 기술을 발전시켜 나갈 계획”이라고 덧붙였다.
연구진은 실측을 통해 개선된 방식이 기존 PAM3보다 더 안정적으로 데이터를 전송할 수 있음을 확인했고, 관련 특허는 연구 과정을 함께한 SK하이닉스와 공동으로 출원했다.
최 교수는 “실제 메모리 설계 관점에서 문제를 함께 정의하고 검증해 준 SK하이닉스의 담당자들과 오랜 기간 연구에 집중해 준 연구진들이 함께 노력했기에 가능했던 성과”라며 “학교의 창의적인 아이디어와 기업이 축적한 현장 경험을 바탕으로 학술적 가치와 산업적 활용 가능성을 함께 모색한 사례”라고 말했다.
고속 인터페이스는 인공지능과 고성능 컴퓨팅 시스템의 성능을 좌우하는 기반 기술로, 앞으로 반도체의 연산 능력이 계속 높아질수록 메모리와의 데이터 통로를 최적화하기 위한 연구는 더 중요해질 것으로 전망된다.
최 교수는 “후속 연구를 통해 통신 회로의 성능을 더욱 향상시키고 장기적으로는 응용 환경별 요구 조건에 맞춰 기술을 확장해 나갈 계획”이라며 “앞으로도 SK하이닉스와 긴밀히 협력해 원천 아이디어를 제품 수준의 기술로 연결하고, 그 과정에서 차세대 반도체 설계를 이끌 연구 인력도 함께 양성해 나가겠다”고 다짐했다.
“공정 조건만으로 소자 특성 제어하는 차세대 전극 기술 확보”
▲ 우수상을 수상한 연세대학교 김형준 교수
메모리의 집적도가 높아지고 구조가 복잡해질수록 같은 종류의 소자라도 적용된 위치와 역할에 따라 요구되는 특성이 달라진다. 이에 따라 하나의 고정된 특성을 갖는 소재를 사용하기보다 필요한 소자의 특성에 맞게 공정 단계에서 소재의 특성을 정밀하게 조절하는 기술이 더 중요해지고 있다. 김형준 교수는 전극을 만드는 공정 조건만으로 다양한 요구 특성에 대응할 수 있는 방법을 찾아내 우수상을 받았다.
김 교수는 “정밀한 박막 증착 공정을 활용해 전극을 형성하고, 공정 조건을 조절하는 것만으로 소재와 소자의 특성을 필요한 수준에 맞게 변화시킬 수 있는 가능성을 확인했다”며 “새로운 소재나 복잡한 추가 공정을 계속 도입하기보다 기존의 소재와 공정 체계를 활용하면서도 다양한 소자 요구 조건에 대응할 수 있는 방법을 제시한 것이 이번 연구의 핵심”이라고 설명했다.
연구진은 연구실에서 개발한 소재와 공정을 실제 소자 수준에서 검증했고, 그 결과를 논문과 특허로 연결했다.
김 교수는 “이번 연구는 실제 차세대 메모리에서 필요한 기술적 문제를 SK하이닉스와 같이 고민하고, 소자에서 요구되는 특성을 공정으로 어떻게 구현할 수 있을지 지속적으로 의견을 주고받으며 함께 만들어낸 결과”라며 “대학은 새로운 소재와 공정의 다양한 가능성을 시도하고 기업은 현장에서 해결해야 할 문제를 구체적으로 제시할 수 있는 만큼, 앞으로도 각자의 강점이 잘 연결되도록 SK하이닉스와 협력을 이어 나가겠다”고 힘주어 말했다.
김 교수는 앞으로도 공정 조건과 소자 특성의 관계를 더 구체적으로 이해하고, 이를 기반으로 연구 성과를 확장해 나갈 계획이다.
그는 “앞으로 소자 미세화에 따른 특성 변화부터 실제 메모리 동작 환경을 고려한 전기적 특성, 장기 신뢰성에 이르기까지 다양한 조건들을 하나하나 검증해 나가며 실제 적용 가능성을 높여 나가겠다”며 “소자에서 요구되는 특성에 적합한 소재와 공정을 제안할 수 있는 방향으로도 연구 범위를 넓혀가겠다”고 향후 연구 방향성도 소개했다.
