올해 인공지능(AI)은 피지컬 AI의 등장으로 새로운 분기점을 맞이했다. 이에 따라 각 기업 수장들의 판단력이 중요한 시점이 다가오고 있다. 이 가운데 SK하이닉스부터 인텔, TSMC, 램리서치에 이르기까지 글로벌 반도체 생산·공정을 대표하는 대기업 수장 모두 '핵공학(Nuclear Engineering)'  분야 전문가인 것이 눈에 띈다./ 생성형 AI로 만든 이미지


시사위크=박설민 기자  올해 인공지능(AI)은 피지컬 AI의 등장으로 새로운 분기점을 맞이했다. 이에 따라 AI의 성능을 결정짓는 '두뇌', '반도체' 패권을 두고 전 세계 산업계 바다신2 다운로드 의 피 튀기는 전쟁이 시작됐다. 그리고 이 'AI반도체 전쟁'을 이끌 사령관인 각 기업 핵심 임원들에 대한 관심도 뜨겁다.
이 가운데 SK하이닉스부터 인텔, TSMC, 램리서치에 이르기까지 글로벌 반도체 생산·공정을 대표하는 대기업 수장 모두 동일 분야의 전문가들이다. 바로 '핵공학(Nuclear Engineering)' 분야다. 과거 원 사아다쿨 자력발전소, 방사능 분야 정도로만 국한됐던 핵공학은 이제 반도체 전쟁의 승패를 결정지을 '게임체인저'로 새롭게 주목받고 있다.
◇ SK하이닉스 '메모리 혁명' 이끈 안현 사장, '핵공학 전문가'로 유명
지난 2025년은 SK하이닉스에게 있어 '역사적인' 해였다  반도체 시장 만년 2위를 딛고 사상 처음으로 삼성전자에게서 릴게임예시 메모리 시장 매출 1위 자리를 빼앗았다. 최근 다시 1위를 되찾긴 했지만 삼성전자에겐 씻을 수 없는 상처를, SK하이닉스에겐 영광과 새로운 성공에 대한 자신감을 불어넣은 시간이었다.
이는 '고대역폭메모리(HBM)' 반도체 시장 선점이 큰 역할을 했다. 글로벌시장조사업체 '카운터포인트리서치'에 따르면 지난해 3분기 기준 HBM시장 점유율은 한국릴게임 SK하이닉스가 57%로 압도적인 1위를 차지하고 있다. 2,3위인 삼성전자(22%), 마이크론(21%)와 격차를 3배 가까이 벌렸다. 뿐만 아니라 증권가에서는 지난해 사상 처음으로 SK하이닉스가 삼성전자의 연간 누적 영업이익을 웃돌 것이란 전망도 나온다.
SK하이닉스 반도체 사업 성공의 중심에 있는 리더, 안현 SK하이닉스 사장의 역할이 오션파라다이스예시 지대했다고 업계에서는 평가한다. 2024년 사장으로 승진한 안현 사장은 신설 직책인 '개발총괄(CDO)'를 맡았다. 그러면서 단 1년 만에 삼성전자 추월이라는 성과를 달성했다. 이 같은 성과를 인정, SK하이닉스는 2025년 정기 임원 인사를 통해 안현 SK하이닉스 N-S Committee 담당을 사장으로 승진시켰다. 안현 사장은 개발총괄 역할로 HBM 마켓 리더십을 공고화하고 DRAM/NAND 기술경쟁력 강화를 진두지휘할 예정이다.
이때 흥미로운 것은 안현 사장의 전공 분야다. SK하이닉스에 따르면 안현사장은 서울대 원자핵공학과 학사 및 석·박사를 모두 마쳤다. 2000년 졸업 박사 학위 논문은 '플라즈마 용사에 의한 경사 열장벽 피막과 공정의 최적화'다.
해당 연구는 플라즈마 토치로 물질의 표면을 코팅하는 기술이다. 쉽게 말해 뜨거운 고온 플라즈마로 세라믹 분말을 녹인 다음, 피막 형태로 반도체 웨이퍼 표면에 코팅하는 것이다. 고온에서도 높은 내열성과 낮은 열전도율을 가진 층 형성이 가능해 반도체뿐만 아니라 우주발사체 표면 코팅 등에도 이용 가능하다.
국내서 핵공학 전문가가 반도체 기업 수장을 맡은 것은 이례적인 일이다. 지금까지 국내 반도체 업계 임원들은 대부분 전자공학, 전기공학 분야 전문가들이었다. 대표적으로 전영현 삼성전자 대표이사 부회장(DS부문장)도 마찬가지다. 전영현 부회장은 한양대 공과대학과 한국과학기술원(KAIST) 대학원에서 전자공학을 전공했다.

한편 안현 사장이 올해 맡게 된 임무는 '글로벌 AI 리서치 센터'의 운영이다. SK하이닉스는 지난해 12월 글로벌 AI 리서치 센터를 신설한다는 계획을 발표했다. 해당 조직은 안현  사장이 개발총괄을 맡을 예정이다. 해당 센터는 미국과 중국, 일본 등 주요 거점에 설치된다. 주요 업무는 컴퓨팅 시스템 아키텍처 연구의 가속화, 글로벌 빅테크 기업들과의 협력 강화다. 특히 미국 센터는 글로벌 구루(Guru)급 인재를 영입, 연구 역량을 최고 수준으로 끌어올린다는 목표다.




SK하이닉스 반도체 사업 성공의 중심에 있는 리더, 안현 SK하이닉스 사장의 역할이 지대했다고 업계에서는 평가한다. 2024년 사장으로 승진한 안현 사장은 신설 직책인 '개발총괄(CDO)'를 맡았다./ 사진=뉴시스, SK하이닉스


◇ 인텔부터 램리서치까지… 글로벌 반도체 업계선 이미 '핵공학' 대세
반면 해외 주요 기업들의 경우, 이미 핵공학 전문가들을 반도체 산업체 임원으로 등용한 사례까 다수 존재한다. 가장 대표적인 사례는 '인텔(Intel)'을 꼽을 수 있다. 인텔은 지난해 3월 제 8대 최고경영자(CEO)로 립 부탄 (Lip-Bu Tan) 전(前) 케이던스 디자인 시스템즈 CEO를 임명했다.
립 부탄 CEO는 싱가포르 난양공과대학교에서 물리학 학사 학위를, 매사추세츠 공과대학(MIT)에서 원자력공학 석사 학위를 획득한 '핵물리학' 전문가다. 최근 반도체 사업 분야의 실적 부진을 타개하기 위한 인텔의 전략적 영입이다. 기존의 전기공학과 반도체·전자공학 분야로 한정됐던 사업을 핵공학 이론을 기반으로 새롭게 재정립하겠다는 의지다.
인텔뿐만 아니라 삼성전자, SK하이닉스 파운드리 사업 최대 경쟁자인 'TSMC'의 경우 이미 오래 전 핵공학 전문가가 임원으로 근무한 바 있다. 2001년 TSMC의 케네스 킨(Kenneth Kin, Dr. Kenneth Kin) 전(前) 수석 부사장이다. 그는 콜롬비아대 원자핵공학과에서 핵공학 이론을 전공했다. 케네스 킨 부사장은 2008년 말 은퇴할 때까지 약 7년간 TSMC를 이끌었다. 그리고 이 기간 TSMC는 확고부동한 반도체 파운드리 1인자로 거듭나게 됐다.
글로벌 최대 규모의 반도체 공정계측장비 제조사인 'KLA코퍼레이션(KLA Corporation)'의 데이비드 켈리(David Kelly)도 핵공학 전공자 출신이다. 매릴랜드대 원자핵공학과를 졸업한 켈리 부사장은 현재 KLA에서 반도체 장비 공급망 전략을 담당하고 있다.
아울러 현재 글로벌 반도체·디스플레이 식각장비 1위 기업인 '램리서치(Lam Research)'의 창업자 데이비드 K.램(David K. Lam)은 토론토대에서 핵물리학을 전공했다. 또한 램리서치 한국지사인 '램리서치 코리아'의 박준홍 대표이사는 서울대 원자핵공학과 학·석사 학위 취득 후, 미네소타대기계공학을 전공으로 석·박사 학위를 취득했다.

램리서치와 함께 세계 반도체 공정장비시장을 양분하는 '어플라이드 머티리얼즈(Applied Materials)'의 반도체 사업 총괄 임원인 프라부 라자(Prabu Raja) 사장은 인도 델리대 공과대학에서 핵물리학을 전공, 플라즈마 물리학 박사 학위를 취득했다. 또한 관련 연구를 미국 아이오와 공대에서 진행한 것으로 확인됐다.




방사선·플라즈마·진공·열전달·물질 거동을 정밀하게 제어가 필수다. 이 기술 및 원리, 이론은 모두 핵공학 분야에서 파생된 것이다. 사진은 한국핵융합에너지연구원 군산 플라즈마연구소의 산화막 식각 공정장비(위)와 플라즈마 식각 공정을 마친 반도체 웨이퍼의 모습(아래). 실리콘 산화막 두께 차이로 기존의 푸른빛을 띈 보라색(좌측)에서 청록색 빛(우측)으로 바뀌었다./ 사진=시사위크DB


◇ 초거대·초미세 모두 다루는 분야, 차세대 전문가 양성 필수
사실 '핵공학'이라 하면 원자력이나 방사능, 핵융합 분야가 먼저 떠오른다. 그런데 최근 반도체 산업의 핵심 인재상으로 핵공학 전문가가 주목받는 이유는 무엇일까. 전문가들은 반도체 개발과 공정의 핵심인 초미세·초거대 기술을 연구하는 학문 분야가 바로 핵공학이기 때문이라고 설명한다.
실제로 반도체 공정은 극한의 미세 세계를 다루는 산업이다. 나노미터(nm)의 초미세 단위부터 수천도에 달하는 초고온·초거대 단위의 기술이 모두 필요하다. 매우 얇은 반도체 웨이퍼에 원자 단위 크기의 회로를 만들기 위해서다. 따라서 방사선·플라즈마·진공·열전달·물질 거동을 정밀하게 제어가 필수다. 이 기술 및 원리, 이론은 모두 핵공학 분야에서 파생된 것이다.
반도체 공정 업계 관계자는 '시사위크'와의 통화에서 "원자핵공학과의 핵융합 전공자들은 일정 온도와 밀도 이상의 플라즈마를 일정 시간 이상 가두고 입자의 거동 제어·해석 연구를 진행한다"며 "이 같은 연구를 한 과학자들에게 반도체와 디스플레이 식각, 증착 공정은 주 전공인 핵공학을 연구하는 것과 다름이 없다"고 말했다.
실제로 핵공학 기반의 플라즈마 이론은 글로벌 반도체 시장의 승패를 좌우하는 기술로 자리 잡았다. 관련 기술 시장도 가파르게 성장하는 추세다. 글로벌시장조사업체 '그랜드뷰리서치'에 따르면 현재 반도체 플라즈마 공정 기술 시장 규모는 지난해 15억4,180만달러(약 2조2,749억원)으로 추산된다. 오는 2030년에는 22억2,930만 달러(약 3조2,893억원)에 이를 전망이다.
아울러 반도체 공정 과정에서 발생하는 불량 진단에도 핵공학 이론이 필요하다. 삼성전자의 경우 현재 방사선발생장치를 이용, 반도체 웨이퍼에 도포된 화학물질 두께를 측정하는 것으로 알려졌다. 해당 장비는 원자력안전법에 따라 운영되기에 핵공학 분야 전문가의 도움이 필요하다.
업계 관계자는 '시사위크'와의 통화에서 "실제 반도체 디스플레이 플라즈마 공정은 원자 분자 단위의 반응을 매개로 하지만 거대한 양산 라인의 시스템을 이해하고 있지 못하면 현실적인 문제 해석과 해결이 불가능하다"며 "원자핵공학 전공자들은 복합적 거대 시스템의 이해를 기반으로 한 원자 단위 공정 제어 측면에서 유리하다"고 전했다.
윤정식 한국핵융합에너지연구원 플라즈마장비지능화연구단장은 '시사위크'와의 통화에서 "일반인뿐만 아니라 정책을 담당하는 공직자, 정부 부처분들도 핵공학을 이야기하면 핵융합, 원자력을 먼저 떠올린다"며 "하지만 핵융합 분야 플라즈마를 예로 들어, 관련 연구를 위한 진단 기술 센서, 시뮬레이션 기술 등은 반도체와 디스플레이 공정 등 모든 관련 산업 분야에서 사용되는 파생기술에 적용된다"고 말했다.