반도체의 미래도
‘탄소 발자국’에 달렸다

일반인들도 세계 최초로 몇 나노미터 공정의 반도체 양산기술에 성공했다는 소식을 종종 기사로 접한다. 그러나 반도체 집적기술이 고도화되는 것만으로 새로운 미래를 열 수 있을까? 앞으로는 전 세계 인구수를 훌쩍 뛰어넘는 1천억 개, 1조 개의 컴퓨팅 기기를 움직여야 하기 때문에 반도체 기술에서도 에너지 문제는 핵심적이다.

최근 연구에 따르면 인공지능 모델 하나를 단지 훈련만 시키는 단계에서도, 자동차 여섯 대를 1년 동안 운행하는 만큼의 탄소가 배출된다고 한다. AI라는 첨단 기술의 혜택을 누리려면, 엄청난 전기 소모를 감당할 수 있어야 한다는 말이다. 그래서 반도체의 미래도 탄소 발자국(carbon footprint)을 최소화하지 않으면 이젠 더 이상 한 발자국도 나아가기 힘들어졌다.
환경문제는 생태적?윤리적 문제일 뿐 아니라 과학기술 발전을 통해 삶의 질을 높여 나가는 것과 직결된 문제라는 점을, 이 책의 반도체 과학자들은 그야말로 ‘과학적’으로 풀이해 준다. 현재 주류 반도체 기술에는 성능 향상과 에너지 효율 사이에 ‘근본적인 상충’이 존재하기 때문이다.

이러한 근본적 상충을 해결하기 위한 반도체 학계의 최신 연구에는 어떤 것들이 있을까. 흥미로운 점은 21세기 반도체 공학이 직면한 ‘한계’를 20세기 초반의 기계식 스위치 기술을 첨단화해 해결할 수 있다는 발상 등, 옛것에서 배우는 과학자들의 되레 인문학적인 상상력이다. 또한 기술의 한계는 결국 인간이 만든 조직구조의 한계일 수 있다는 점 등 과학을 넘어선 다양한 영역에서 시사점을 얻을 수 있다.

인간을 위한 공학,
사회적으로 깨어있는 공학자를 위하여

앞서 말한 ‘무어의 법칙’은 인텔의 공동설립자 고든 무어(Gordon Moore)가 1965년에 발표한 논문에서 비롯된 반도체 성능 향상의 법칙이다. 이 법칙에 따라 지난 50년 이상 반도체 업계의 국제적 분업구조가 효율적으로 구축돼 왔다. 그런데 이젠 ‘무어의 법칙’이 정말로 한계에 도달한 것이 아니냐는 의구심이 커지고 있는 상황에서, 인텔이 다시 반도체 파운드리 사업에 뛰어든다는 선언 자체가 대단히 상징적이다.

책은 과학이 산업계를 넘어 국제정치에까지 어떻게 영향력을 미치게 됐는지 조망해볼 수 있는 계기를 제공한다. 반도체 기술발전이 봉착한 한계를 뚫을 수 있는 돌파구로서, 저자들이 강조하는 것은 ‘분업’을 넘어선 ‘협업’이다. 공과대학의 전통적 커리큘럼이 가진 한계도 논한다. 미래를 위해 더없이 상상력이 필요한 시기에, 분과별로 세분화된 기술을 넘어 학제적?협업적 집단지성이 필요하다는 점이 강조된다.

사물 인터넷, AI 시대가 다가오는 지금, 반도체를 설계한다는 것은 ‘미래’를 설계하는 것에 가깝다. 그 미래는, 공학자들이나 산업계의 것만이 아닌 모든 인간을 위한 것이니만큼 ‘사회적으로 깨어있는 공학자들’을 위한 호소도 이 책에서 읽을 수 있다.