양티의 일상

# 반도체, 민생을 살찌우는 산업의 핵심

반도체는 우리의 삶에 필수적인 산업입니다. 스마트폰, 컴퓨터, 자동차, 가전제품 등 우리가 사용하는 모든 전자기기에는 반도체가 들어 있습니다. 또한 인공지능, 바이오, 퀀텀 등 미래전략기술의 핵심 자산도 반도체입니다. 반도체는 그 어떤 산업보다도 우리의 민생을 풍요롭게 하고, 많은 양질의 일자리를 제공합니다.

## 반도체 메가 클러스터, 622조원 투자로 세계 최고의 초격차 유지

우리나라는 세계 반도체 시장에서 압도적인 선두를 달리고 있습니다. 2023년에는 전 세계 반도체 시장의 21.6%를 차지하며 1위를 기록했습니다. 이를 위해 우리 정부와 기업들은 반도체 산업에 대규모 투자를 하고 있습니다. 특히 경기 남부를 관통하는 세계 최대의 반도체 메가 클러스터를 조성하고 있습니다. 반도체 메가 클러스터란 반도체 생산 공장인 파운드리와 설계, 디자인, 후공정, 소재·부품 등 관련 기업들이 밀집된 지역을 말합니다. 이곳에는 삼성전자와 SK하이닉스를 비롯한 국내외 반도체 기업들이 622조원의 투자를 약속했습니다. 이 투자로 앞으로 20년 동안 최소 300만개의 질 좋은 일자리가 창출될 것으로 예상됩니다. 또한 반도체 생태계 전체의 매출도 약 200조원 이상 증가할 것입니다. 반도체 메가 클러스터는 우리나라의 반도체 산업의 경쟁력을 높이고, 세계 최고의 초격차를 유지하는 데 큰 기여를 할 것입니다.

## 반도체 산업 육성을 위한 정부의 전폭적인 지원

반도체 산업은 국가의 인적·물적 자원을 총력 투입해야 성공할 수 있는 전략 산업입니다. 정부는 반도체 산업 육성을 위해 다양한 지원책을 마련하고 있습니다. 가장 먼저, 올해 만료되는 반도체 투자 세액 공제를 연장할 방침입니다. 반도체 투자 세액 공제란 반도체 생산 설비에 투자한 기업에게 세금을 면제하거나 감면해주는 제도입니다. 이를 통해 반도체 기업의 투자가 확대되고, 관련 생태계와 전체 기업의 수익과 일자리, 국가 세수가 늘어납니다. 또한, 반도체 산업에 대규모 전력과 용수가 필요한 점을 고려하여, 전력·용수 등 기반 시설 투자에 대한 투자세액 공제 등 투자 인센티브를 보강하겠습니다. 이외에도 소부장·팹리스 경쟁력 강화와 글로벌 연대를 통한 반도체 생태계 조성, 반도체 초격차 기술 확보, 우수 인재 양성과 해외 인재 유치 등 다양한 지원방안을 제시하고 있습니다. 정부는 반도체 산업을 국가의 핵심 전략자산으로 인식하고, 총력을 기울이겠습니다.

## 반도체 산업, 민생을 살찌우는 산업의 핵심

반도체 산업은 우리의 민생을 살찌우는 산업의 핵심입니다. 반도체 산업의 성장은 우리의 삶의 질을 높이고, 많은 일자리를 창출하고, 국가의 경제력을 강화합니다. 또한 반도체 산업은 미래전략기술의 핵심이기도 합니다. 인공지능, 바이오, 퀀텀 등 첨단 기술의 발전은 반도체의 발전에 달려 있습니다. 반도체는 과학기술 혁명의 퍼스트 무버가 되기 위한 필수적인 자산입니다. 우리는 반도체 산업의 중요성을 잘 인식하고, 반도체 산업의 발전을 위해 함께 노력해야 합니다. 반도체는 민생을 살찌우는 산업의 핵심이며, 우리의 미래입니다.

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# HBM, 11만전자의 열쇠? 삼성전자의 차세대 메모리 기술 CXL

HBM이란 고대역폭메모리로, 실리콘관통전극 (TSV) 공법으로 제작된 반도체 칩을 쌓아올려 고성능을 구현한 메모리 반도체입니다. 인공지능 (AI)과 슈퍼컴퓨터, 자율주행차 등 미래 응용처 수요가 늘어나면서 HBM은 세계 반도체 시장을 주도할 수 있는 핵심 기술로 꼽힙니다. 특히 SK하이닉스는 HBM3로 12단까지 쌓을 수 있다는 것을 증명하며 HBM 분야에서 선두주자로 자리매김했습니다.

그러나 삼성전자는 HBM의 화제성에 필적할만한 무서운 ‘중고신인’을 내놓았습니다. 바로 CXL이라는 차세대 메모리 기술입니다. CXL은 Compute Express Link의 약자로, CPU와 메모리 간의 데이터 전송 속도를 높이기 위한 새로운 표준 인터페이스입니다. CXL을 적용한 메모리는 CPU와 동일한 메모리 주소 공간을 공유하므로, CPU가 메모리에 직접 접근할 수 있습니다. 이렇게 되면 메모리 용량의 제한 없이 CPU의 성능을 극대화할 수 있습니다.

이번 글에서는 삼성전자의 CXL 기반 메모리가 어떻게 HBM과 차별화되는지, 그리고 어떤 장점을 가지는지 살펴보겠습니다.

## CXL 기반 메모리의 개발 배경과 원리

CXL 기반 메모리의 개발 배경은 AI와 빅데이터 등의 발전에 따른 메모리 수요의 증가입니다. AI와 빅데이터는 막대한 양의 데이터를 처리해야 하므로, 메모리의 용량과 속도가 중요한 요소가 됩니다. 하지만 기존의 메모리는 CPU와 별도의 메모리 주소 공간을 가지므로, CPU가 메모리에 접근하기 위해서는 메모리 컨트롤러를 거쳐야 합니다. 이 과정에서 발생하는 지연 시간과 오버헤드는 CPU의 성능을 저하시킵니다.

CXL 기반 메모리는 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 기술입니다. CXL 기반 메모리는 CPU와 메모리 간에 PCI 익스프레스 (PCIe) 버스를 이용하여 직접 연결됩니다. PCIe 버스는 고속 데이터 전송을 위한 표준 인터페이스로, CXL은 PCIe 버스 위에서 동작하는 프로토콜입니다. CXL은 CPU와 메모리 간에 캐시 일관성 (cache coherence)을 유지하므로, CPU가 메모리에 직접 접근할 수 있습니다. 캐시 일관성이란 CPU와 메모리 간에 데이터의 일관성을 보장하는 기능으로, CPU가 메모리의 데이터를 변경하면 메모리도 동일하게 업데이트되는 것을 의미합니다.

CXL 기반 메모리의 원리는 다음과 같습니다. CPU는 CXL 프로토콜을 통해 메모리에 요청을 보냅니다. 메모리는 요청을 받아서 적절한 응답을 줍니다. 이때 메모리는 CPU와 동일한 메모리 주소 공간을 공유하므로, CPU가 메모리의 데이터를 읽거나 쓸 수 있습니다. 이 과정에서 메모리 컨트롤러는 필요하지 않으므로, 지연 시간과 오버헤드가 줄어듭니다.

## CXL 기반 메모리의 장점과 전망

CXL 기반 메모리의 장점은 다음과 같습니다.

• 메모리 용량의 확장성: CXL 기반 메모리는 CPU와 메모리 간의 직접 연결로 인해 메모리 용량의 제한이 없습니다. 즉, CPU가 필요한 만큼의 메모리를 사용할 수 있습니다. 이는 AI와 빅데이터 등의 응용처에서 막대한 양의 데이터를 처리해야 하는 경우에 유용합니다.
• CPU 성능의 향상: CXL 기반 메모리는 CPU와 메모리 간의 캐시 일관성을 유지하므로, CPU가 메모리에 직접 접근할 수 있습니다. 이는 CPU의 성능을 향상시킵니다. 또한, CXL 기반 메모리는 PCIe 버스를 이용하여 고속 데이터 전송을 가능하게 하므로, CPU와 메모리 간의 통신 속도도 높입니다.
• 메모리 비용의 절감: CXL 기반 메모리는 메모리 컨트롤러가 필요하지 않으므로, 메모리 비용을 절감할 수 있습니다. 또한, CXL 기반 메모리는 PCIe 버스를 이용하여 기존의 하드웨어와 호환되므로, 추가적인 하드웨어 비용도 줄일 수 있습니다.

CXL 기반 메모리의 전망은 매우 밝습니다. CXL은 이미 인텔, AMD, 마이크론, 마이크로소프트 등의 주요 IT 기업들이 참여하는 CXL 컨소시엄에 의해 표준화되었습니다. 삼성전자는 이번주 업계 최초로 기업용 리눅스 1위 기업 레드햇과 CXL 메모리 동작을 검증하는 데 성공했습니다. 이는 CXL 기반 메모리가 데이터센터 고객사들에게 바로 적용될 수 있음을 의미합니다. 삼성전자는 CXL 기반 메모리를 통해 HBM과의 차별화를 꾀하고, 11만전자의 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대됩니다.

## 마무리

CXL 기반 메모리는 CPU와 메모리 간의 직접 연결과 캐시 일관성을 통해 메모리 용량의 확장성, CPU 성능의 향상, 메모리 비용의 절감 등의 장점을 가지는 차세대 메모리 기술입니다. 삼성전자는 CXL 기반 메모리의 개발과 검증에 성공하며, HBM과의 차별화를 꾀하고 있습니다. CXL 기반 메모리는 AI와 빅데이터 등의 미래 응용처 수요에 부응할 수 있으며, 11만전자의 목표를 달성하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

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