전세계적인 첨단산업 패권 경쟁시대 속에 미래 산업 경쟁력 확보를 위해선 한국의 기초과학 기반이 튼튼해야 한다는 목소리가 전해졌다.

13일 서울 여의도 국회의원회관에서 ‘반도체 및 양자기술 패권 경쟁 시대와 대한민국의 미래’를 주제로 토론회가 개최했다. 

대한수학회, 한국물리학회 등 6개 학회가 모인 기초과학 학회협의체가 주관한 이번 토론회는 반도체와 양자기술의 발전을 위한 기초과학의 역할과 교육 방향을 각계 전문가들이 모여 논의하기 위해 마련됐다.

홍석륜 기초과학 학회협의체 회장 겸 한국물리학회 회장은 “4차산업혁명으로 첨단산업에 진입하며 전세계가 치열한 경쟁을 벌이고 있는 이 시점에 대한민국의 미래는 기초과학 발전에 있다”며 “반도체 위상 유지와 양자산업의 잠재력을 끌어올리기 위해선 기초과학 및 첨단과학의 지속 투자는 필수적”이라고 말했다.
이날 토론회에서 송진동 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 광전소재연구단 단장은 반도체 패권 경쟁시대의 기초과학 역할 세션을 발표했다. 실리콘 카바이드·갈륨옥사이드 등 화합물 반도체 대두와 함께 차세대 반도체 소재로 떠오르는 다이아몬드, 뉴로모픽 소재 등을 거론하며 반도체는 ‘재료공학과 화학공학의 덩어리’라고 표현했다.

그는 “실리콘 기판은 재료공학의 산물이며, 반도체에 요구되는 용도가 다변화할수록 새로운 소재에 대한 시장 니즈는 증가한다”며 극한 반도체에선 실리콘 소재가 한계에 봉착할 것이라고 언급했다. 

반도체를 둘러싼 이슈는 주요하게는 미세화의 한계 봉착이며 △양자계산, 뉴로모픽 등 신모델 △나노소재, 스핀트로닉스 등 신소재 △광연결, 3차원 연결 등 신구조의 3가지 혁신이 기초과학에서부터 마련돼야 할 것으로 점쳐지고 있다.

송 단장은 트랜지스터, EUV의 발전 과정을 언급하며 기술이 처음 나왔을 때는 불안정하고 경시되는 경향이 있지만 “갓 태어난 아이가 무슨 쓸모부터 있겠습니까?”라는 마이클 페러데이의 답변을 인용하며 ‘쓸모를 발견하는 것에는 시간이 걸린다’는 사실을 주지시켰다.

임현식 동국대 물리반도체과학부 교수는 양자산업과 기초과학 발표를 통해 양자기술 및 산업 동향과 그 중요성을 전했다. 최근 양자기술에서 월등한 성능 발전 양상을 보이며 양자컴퓨터 분야에서 투자가 증가하고 있다.

초전도체 소자를 이용한 큐비트(Qubit)기술이 양자 산업의 선도기술로 손꼽히고 있는 가운데 IBM과 D-Wave, 마이크로소프트, 인텔 등 유수기업들이 원천기술 확보에 경쟁적으로 나서며 시장 선점을 준비하고 있는 것으로 알려졌다.

임 교수는 “선진국의 양자기술 개발 전략은 정부 주도의 R&D 정책”이라며 “한국도 지난해 발표한 12대 국가전략기술에 양자산업을 포함시키며 2030년까지 수백 큐비트급 한국형 양자컴퓨팅 개발을 목표로 한 구축사업에 나섰다”고 설명했다.

이러한 양자기술 개발에서 핵심 과제는 “’노이즈’로 인한 계산 및 통신 오류를 줄일 수 있도록 큐비트 성능 개선이 필수적”이라며 “노이즈 문제에 해결책은 큐비트 오류를 수정할 수 있는 오류 수정 알고리즘 개발에 있다”고 덧붙였다. 양자센싱에서도 정교한 보정이 필요하며 낮은 비용과 작은 크기, 전력 효율성 등이 함께 해결돼야 할 것이라고 언급했다.

협의체측은 반도체를 비롯한 양자산업 발전을 위해선 기초과학과 공학의 균형 있는 인력 양성 전략이 필수적이며, 관련 R&D 지원과 더불어 산업 육성 정책, 인재 양성 프로그램의 운영 등이 수반될 것을 주문했다.

한편, 기초과학 학회협의체는 △대한수학회(박종일 회장) △한국물리학회(홍석륜 회장) △대한화학회(신석민 회장) △한국통계학회(김동욱 회장) 4개 단일 학회와 △한국지구과학연합회(신동희 회장) △한국생물과학협회(정규영 회장) 2개 연합학회로 총 6개 참여학회로 구성돼 있다. 

수학·과학 교육 강화 정책 공조와 기초과학 연구 진흥정책 공조 및 상호 교류를 통해 국가 경쟁력 강화와 학회 공동 발전에 기여하고 있다.