내년 2월 미국 샌프란시스코 개최, 한국 총 25편 논문 채택
메모리 중심 논문은 제자리 수준이나 중화권 성장세 두드러져  

세계 반도체 올림픽이라 불리는 국제 고체 회로 학술회의 ISSCC 2017(International Solid-State Circuit Conference)이 내년 일정을 확정했다. 

1954년 처음 개최돼 내년 64회째(2월 5일~9일 미국 샌프란시스코)를 맞이하는 이 학회는 IEEE 반도체 집적회로 시스템 및 시스템 집적 분야의 학회 중 가장 권위 있는 학회로 IEDM(국제전자소자회의)와 함께 반도체 및 고체회로 분야의 양대 산맥을 이루고 있다. 

현재 25개국 3천여 명의 학자들과 연구원들이 참여하고 있는 이 학회에서는 인텔과 삼성전자 등이 자신들의 새로운 CPU나 DRAM을 이곳을 통해 발표해왔으며 KAIST, 유럽의 IMEC 등 세계적인 연구기관들은 시대에 앞선 기술들을 선보이며 주목을 받았다.

이번 ISSCC 2017에서는 “Intelligent Chips For a Smart World”라는 주제로 최근 우리의 삶 전반을 변화시키고 있는 스마트 제품들의 발전을 한층 더 가속시킬 다양한 회로 및 시스템 기술들이 발표된다.

▲한국은 내년 ISSCC 학회에서도 메모리, 터치 등의 논문이 주로 채택되었다. 사진은 삼성 메모리 사이트 캡처함.

ISSCC 극동 한국 위원인 SK하이닉스의 최성대 박사는 “반도체 회로/시스템의 발전이 현실 세상과 가상 세상의 계속적인 융합을 추진하고 있다”면서, “IoT와 실시간 데이터 분석을 중심으로 한 응용분야들이 방대한 양의 장비와 정보처리능력을 증가시키기 위한 새로운 방법을 요구하고 있다”고 말했다.

이에 따라 센서배치, 데이터 통신량 및 데이터센터의 부하 증가에 따라 미래시스템에서는 다방면에서 정보의 수집, 네트워킹, 저장 처리 등의 효율증가를 위해 모든 레벨에서 지능화된 칩이 필수적이라는 것. 

한국 논문 채택, 일본 다시 앞질러 세계 2위
대만 15편, 마카오 6편, 홍콩 4편 등 중화권의 역습

이번 학회에서는 전 세계에서 총 641편의 논문이 제출되었으며 엄격한 심사를 거쳐 최종적으로 205편의 논문이 채택되었다. 이 중 한국은 KAIST 6편, 삼성 6편, 포항공대 5편 등 총 25편의 논문이 채택되어 미국(94편)에 이어 두 번째로 많은 논문 발표국이 되면서 올해 학회에서 일본(14편)에 내주었던 2위 자리를 다시 되찾아왔다. 

하지만 대만 15편, 마카오 6편, 홍콩 4편 등 중화권의 성장세가 두드러져 몇 년 째 제자리걸음에 그치고 있는 한국의 향후 발전 방향에 대한 모색이 필요할 것으로 보인다. 참고로 국가별 채택 현황을 보면 앞서 언급한 나라 외에 네덜란드(13편), 캐나다(4), 독일(4편), 스위스(4편), 벨기에(3편) 등이 있다. 

또한 분야별 논문 채택 현황을 살펴보면 무선(14%), 아날로그(13%), IMMD(12%), RF(12%), 기술분과(10%), 데이터컨버터(9%), MEM(8%), DAS(7%), DC(7%) 등의 순이다. 이 각각의 분야를 소개하면 다음과 같다.

아날로그 분과는 총 3개 세션에서 27편을 발표됐다. 아시아 12편, 미국 10편, 유럽 5편 중 한국 논문은 4편으로 아시아에서 1위다. KAIST에서는 ‘EMI 감소와 고품질 오디오를 위한 새로운 개념의 Class D 증폭기’에 대해, 포항공대는 ‘간단하면서도 재미있는 주파수 변화를 감소시키는 오실레이터’를 소개했다. SK하이닉스의 육영섭 박사는 “초절전 시스템에 적용하기 위해서 오실레이터 자체의 파워소모를 줄이는 방향으로 연구가 이루어지고 있으며 전체적인 크기는 줄이고 전달하는 파워의 밀도를 높이면서 효율을 높이는 연구가 이뤄지고 있다”고 최근 트렌드를 소개했다.

데이터 컨버터 분야에서는 총2개 세션에서 14편의 논문이 발표됐으며 이중 기가헤르츠 데이터 컨버터와 하이브리드 ADC 논문이 주목 받았다. 학회 주제인 인공지능과 관련이 깊은 DAS(디지털 아키텍처 &시스템) 분야는 총 2개 세션에서 15편 논문이 발표된다. 디지털 프로세서와 딥러닝 프로세서 관련 논문이 발표되는데 딥러닝 관련 논문 제출이 많았다고 한다. 

KAIST 유회준 교수, 딥러닝 포럼에서 초청 발표 예정

특히, 학회기간 중 진행될 딥러닝 포럼에서 KAIST 유회준 교수가 Deep Learning-Deep Neural Networks, Architecture and SoC Implementations”이라는 제목으로 초청 발표를 진행할 예정이다. 또한 KAIST 신동주 학생은 세계 최초 CNN과 RNN을 모두 지원하는 저전력 프로세서를 발표할 예정이다. ST마이크로일렉트로닉스는 ‘딥 뉴럴 네트웍들의 동적 매핑이 가능한 효율적인 딥 러닝 SoC 프로세서’ 논문을 통해 산업계에서는 이례적으로 학회에 딥러닝 프로세서를 발표해 주목을 받을 예정이다. 

디지털 회로분과(DC)에서는 총 3개 세션에 19편 논문이 발표되며 IMMD(이미저, MEMS, 메디털 및 디스플레이) 분과는 총 3개 세션에서 25편의 논문이 발표된다. 특히 IMMD 분과에서는 이미지 센서와 터치센서 분야에서 아시아가 강세를 나타냈다. 한국은 이 분야에 총 4편의 논문이 채택됐다.

이 중 큰 주목을 받은 KAIST의 “마취 심도 모니터링을 위한 고감도 EEG-NIRS 멀티 모달 SoC”주제는 EEG와 NIRS, 두 신호를 하나의 반도체 칩에서 정밀하게 측정하고 시스템에 필요한 모든 요소를 작은 패치에 구성하여, 수술 중 간편하면서도 정확한 마취 심도 모니터링이 가능하게 하는 기술이다. 또한 삼성전자가 발표한 다이내믹 비전 센서에 관련, 삼성전자의 최윤경 박사는 “전체 이미지를 모두 센싱할 필요 없이 이전 프레임과 다른 점만 센싱하기 때문에 효율적이며 응용분야가 많을 것”이라고 밝혔다.  

삼성전자, 3차원 낸드 플래시 메모리 기술과 7nm 세계 최소 공정 이용한 SRAM 발표

한국이 강세를 보이는 메모리 분과에서는 채택된 총 17편의 논문 중 9편의 논문이 한국논문이다. DRAM 분야에서는 삼성전자와 SK하이닉스가 총 9편 중 7편의 논문을 발표할 예정으로 삼성전자는 셀 하나에 3bit 저장 가능한 512Gb 3차원 낸드 플래시 메모리 기술과 7nm 세계 최소 공정을 이용한 SRAM을 발표한다. 

RF 분과는 TX와 RX 빌딩 블록과 주파수 생성기 세션이 열리며 특히 전력증폭기 세션은 신호변조방식이 복잡해짐에 따라 전력증폭기의 효율을 더욱 증대시키는 연구결과가 발표된다. 무선 분과는 총 4개의 세션에서 29편의 논문이 발표되며 이중 삼성은 북미와 공동으로 논문 2편을 발표한다. FCI의 임규현 박사는 “차세대 무선 송수신기 응용 분야에 무관하게 높은 성능 뿐만 아니라 저전력 소모가 요구된다. 4G LTE-A, 5G mm-wave, WiFi, IoT 관련 고성능/저전력 소모의 논문이 채택되었다”고 말했다. 유선 분과에서는 총 2개 세션에서 14편의 논문이 발표되었으며 이중 7편은 초고속 와이어라인 관련 논문이고 나머지는 초고속 광통신을 위한 회로, 소자, 패키징 기술에 관련된 논문이다. 

한편, 한국인 최초로 2015년 ISSCC 기술 프로그램 전체 위원장을 역임한 KAIST 유회준 교수는 “최근 중국이 메모리, 프로세서를 포함하여 반도체 전반에 엄청난 투자를 하며 공격적인 산업지원에 나서고 있다”며, “한국이 계속 우위를 점하기 위해서는 정부 차원에서의 보다 체계적이고 전략적인 접근이 필수적이며 R&D 규모를 늘리고 엔지니어에 대한 대우도 개선이 되어야 한다”고 말했다.