현재 편리함부터 미래 모습까지 그려봤죠
여러분은 아침에 일어나서 가장 먼저 무엇을 하나요? 스마트폰을 열고 시간을 확인하거나 그날 일정을 찾아볼 수도 있고, 자연스레 TV를 켜기도 하겠죠. 우리 주변을 둘러보면 스마트폰부터 태블릿PC·컴퓨터·청소기·세탁기 등 곳곳에 전자기기가 있고 하루에도 몇 번씩 사용합니다. 이러한 전자기기는 정보 접근성을 높이고 커뮤니케이션을 즉시 가능하게 하는 것은 물론 학습·업무·여가를 효율적으로 수행할 수 있도록 도와주죠. 전자기기의 발전은 우리 일상을 근본적으로 바꿨다고 평가받아요. 이에 소중 학생기자단이 전자산업의 발전과 흐름을 알아보기 위해 경기도 수원에 있는 삼성이노베이션뮤지엄에 방문해 기술 혁신의 과정을 살펴봤습니다.
전기를 발견함으로써 전기산업과 전자산업이 발전하게 됐는데요. 전기는 에너지의 한 형태로, 전자의 흐름을 통해 빛·열·동력 등을 만들어내는 기본적인 힘이에요. 이를 기반으로 발전·송전·배전처럼 전력을 생산하고 전달하는 인프라 중심 산업을 전기산업이라고 합니다. 반면 전자산업은 전기를 에너지원으로 사용하는 데서 나아가, 전자의 흐름을 정밀하게 제어해 정보를 처리하고 기능을 수행하는 전자기술을 활용한 산업이에요. 컴퓨터·스마트폰·반도체·가전제품처럼 신호를 계산·저장·전달하는 모든 기술이 여기에 포함됩니다. 전기산업이 ‘에너지 생산·공급 산업’이라면, 전자산업은 그 에너지를 활용해 ‘정보와 기능을 구현하는 산업’이라고 할 수 있죠.
최근에는 AI 기술 발전과 함께 전자산업이 또 한 번의 전환점을 맞았다고 전문가들은 말해요. 방대한 데이터를 학습하고 분석하는 인공지능은 기존의 전자기기가 단순히 작동하는 수준을 넘어 ‘스스로 판단하고 반응하는’ 단계로 접어들었죠. 자율주행 자동차, 스마트 헬스케어, 지능형 로봇 등과 같은 기술은 이미 우리의 일상에 스며들고 있으며, 이러한 변화의 중심에는 전자기술이 자리합니다. 전문가들은 앞으로 인공지능·사물인터넷(IoT)·로봇 기술과 결합한 전자산업이 더욱 정교하고 지능적인 방향으로 발전할 것이라고 예측해요. 전자산업의 흐름과 발전을 돌아보는 것은 결국 우리가 살아갈 미래 사회의 모습을 예측하는 데에도 중요한 의미를 지니죠.
삼성이노베이션뮤지엄에 가다
2014년 개관한 삼성이노베이션뮤지엄은 전자산업의 역사와 그 기술이 우리 삶을 어떻게 변화시켰는지 한눈에 볼 수 있는 곳으로 1관 발명가의 시대, 2관 기업 혁신의 시대, 3관 창조의 시대로 구성됐어요. 손유주 프리젠터가 “소중 학생기자단 여러분 전자산업은 언제 시작됐다고 생각해요?”라고 질문하자, 심믿음 학생기자가 "산업혁명 때 시작된 거 아닌가요?"라고 말했습니다. “전자산업의 시작은 아주 오래전으로 거슬러 올라갑니다. 기원전 600년경, 고대 그리스의 탈레스가 호박을 천으로 문지르면 머리카락이나 먼지가 달라붙는 현상을 발견했는데, 그게 바로 ‘정전기’였죠. 하지만 당시에는 전기를 저장하거나 활용할 방법이 없었어요.”
손 프리젠터는 전기와 관련된 초기 장치를 가리키며 “과학자들은 전기를 저장할 수 있는 방법을 고민했고, 그 결과 전기를 물속에 저장하는 장치를 개발했죠. 1800년 최초의 전지까지 등장하면서 전기를 안정적으로 사용할 수 있게 됐고요”라고 설명했어요. 전기가 ‘흐르는 에너지’로 활용되면서 전자산업은 본격적으로 발전했고 점점 우리 생활 속으로 들어오게 됐습니다.
“당시 식재료 보관이 어려웠는데 냉장고가 개발되면서 신선식품을 오랫동안 먹을 수 있게 됐어요. 그만큼 가치가 엄청났는데, 잘 보세요. 냉장고 디자인이 금고와 닮았죠. 이런 제품들은 단순히 편리함을 준 것이 아니라, 생활 방식까지 바꾸었는데, 특히 가사 노동 시간이 줄어들면서 많은 여성의 사회 진출 물꼬가 터지기 시작했죠.” 이어 또 다른 혁신을 가져온 라디오와 텔레비전을 소개했어요. “라디오가 등장하면서 사람들은 집에서도 동시에 정보를 들을 수 있게 됐고 텔레비전은 시각과 청각을 동시에 전달하는 매체로 새로운 산업구조를 만들어냈죠. 초기 컬러 TV는 부피가 크고 가격이 높아 대중들로부터 호응을 얻지 못했다고 해요. 그러나 단점이 점차 보완되면서 컬러 TV 수요가 높아졌고 TV를 통한 스타 마케팅 또한 활발해졌죠. 시청각을 자극하는 TV 광고를 통해 기업은 막대한 수익을 올릴 수 있게 됐어요.“
“여러분이 지금 사용하는 스마트폰도 이런 기술 발전의 결과물이에요.” 손 프리젠터는 스마트폰 이전의 휴대전화 '피처폰(Feature phone)'을 가리키며 "1990년대만 해도 모토로라·노키아 두 기업 제품이 피처폰 시장을 선도했어요. 그러던 중 2002년 출시된 삼성전자의 첫 컬러 LCD폰 모델이 세계적으로 1000만 대 이상 팔리면서 시장에 지각변동을 일으켰죠"라고 덧붙였습니다. 깔끔한 디자인과 당시 최신식 기술을 접목한 애니콜 시리즈는 우리나라뿐만 아니라 세계적으로 엄청난 반향을 일으켰고, 삼성전자는 2012년 노키아를 꺾고 글로벌 휴대전화 시장 1위에 올라섰죠.
“과거에는 하드웨어 성능과 제조 기술이 경쟁력의 핵심이었다면, 스마트폰 시대에는 운영체제(OS), 앱 생태계, 플랫폼이 중요해졌죠. 그런 만큼 반도체 역할이 더 커졌어요. 반도체는 전자기기의 ‘두뇌’ 역할을 한다고 알려졌는데요. 초기 전자제품에는 진공관이 사용됐지만, 크고 비효율적이었어요. 초기 컴퓨터는 방 하나를 가득 채우는 크기에 무게가 27t이나 나갔는데, 1947년 트랜지스터가 등장하면서 상황이 바뀌었죠. 이후 집적회로(IC)가 개발되며 반도체는 점점 작고 강력해졌습니다.”
전자산업은 기기 중심에서 경험과 서비스 중심으로 이동하는 추세입니다. 기술은 점점 더 보이지 않는 형태로 일상에 스며들고, 사용자는 더욱 개인화된 환경을 경험하게 될 것이라고 전문가는 예측해요. 손 프리젠터는 소중 학생기자단을 이끌고 전자산업의 현재와 미래를 가장 직관적으로 체험할 수 있는 공간 '창조의 시대'로 발걸음을 옮겼습니다.
손 프리젠터 말처럼 전자산업은 AI·사물인터넷·초연결기술을 중심으로 더욱 진화할 것으로 많은 사람은 내다봐요. 이러한 흐름 속에서 AI 반도체와 같은 고성능 칩의 중요성이 커지면서 반도체가 우리나라 ‘미래 먹거리’ 산업으로 주목받고 있죠. 이에 성균관대 정보통신대학 고종환 교수를 서면 인터뷰로 만나 반도체에 대한 다양한 얘기를 나눠봤습니다.
동행취재=서진하(경기도 홈스쿨링 중2)·심믿음(경기도 홈스쿨링 중2)·이시온(경기도 홈스쿨링 중1) 학생기자
반도체에 대한 궁금증을 풀다
2000~2004 서울대학교 컴퓨터공학·기계항공공학 학사(복수전공)
2004~2006 서울대학교 전기컴퓨터공학 석사
2013~2018 Georgia Institute of Technology 전자컴퓨터공학 박사
2017 Microsoft Research (Research intern)
2019 성균관대 전자전기공학부 조교수
Q : 시온 반도체는 전자제품에서 어떤 역할을 하나요.
AI 스피커에 “오늘 날씨 알려줘”라고 말해본 적 있나요? 우리가 내뱉은 목소리는 기기 안에서 전기 신호로 바뀌는데, 이 신호는 기기가 이해할 수 있도록 ‘전기가 흐른다’와 ‘흐르지 않는다’라는 딱 두 가지 상태로 표현됩니다. 이 상태를 편의상 1과 0이라고 부르는데, 여기서 반도체가 결정적인 역할을 수행해요. 반도체는 이름 그대로 전기가 흐르는 ‘도체’와 흐르지 않는 ‘부도체’의 성질을 모두 가진 특별한 물질입니다. 이 독특한 특성을 이용하면 전기를 통하게 하거나 차단할 수 있어서, 0과 1이라는 신호를 만들어내는 미세한 스위치처럼 동작하게 되죠. 우리가 쓰는 작은 칩 하나에는 이런 스위치 회로가 무려 수십억 개나 들어있어요. 이 수많은 스위치가 서로 정교하게 연결되면 0과 1의 조합을 통해 단순한 산수 계산은 물론, 사람들이 한 말의 의미를 파악하거나 방대한 자료 속에서 정답을 찾아내는 복잡한 연산까지 처리할 수 있게 되죠. 결국 우리가 경험하는 스마트한 기능들은 반도체가 이 미세한 신호들을 눈 깜빡할 사이보다 빠르게 처리해 준 결과라고 볼 수 있습니다.
Q : 믿음 우리나라는 어떻게 ‘반도체 강국’이 됐는지, 앞으로도 계속 선도할 수 있을지 궁금해요.
대한민국 반도체 신화의 시작은 무모해 보일 만큼 거대한 모험이었습니다. 수십 년 전, 반도체는 천문학적인 자본이 투입되지만 성공은 누구도 장담할 수 없는 미지의 영역이었죠. 당시 우리나라의 열악한 경제 상황에서 그런 대규모 투자를 결정한다는 것은 상상하기 어려운 일이었지만 "미래는 결국 디지털의 시대가 될 것"이라는 확고한 믿음을 가진 리더들의 결단이 원동력이 됐죠. 자본과 기술 모두 부족했던 우리가 주도권을 잡을 수 있었던 비결은 남다른 '속도'와 '몰입'에 있었어요. 남들이 불확실성 앞에 주춤거릴 때 한발 앞서 공장을 짓고 연구에 달려드는 전략과 기술 차이를 하루라도 빨리 좁히기 위해 명절까지 잊은 채 연구실을 지켰던 인재들의 지독한 몰입이 오늘날 글로벌 시장에서 인정받는 '초격차'를 만든 진짜 밑거름이 됐죠. 우리나라가 앞으로도 세계 시장을 리드할 수 있는 이유는 반도체가 오랜 연구와 경험이 쌓여야만 가능한 산업이기 때문입니다. 초정밀 회로를 그리는 설계 능력과 이를 완벽하게 구현하는 제조 기술은 단기간에 얻어지는 게 아니라, 수많은 시행착오를 거치며 몸으로 익힌 노하우가 핵심이죠. 이미 정점에 서서 최적의 기술력을 확보한 우리가 차세대 AI 반도체 시장까지 선점해 나간다면, 한국은 앞으로도 글로벌 반도체 시장의 중심 자리를 굳건히 지켜낼 것이라 믿습니다.
Q : 진하 반도체 산업은 어떻게 ‘황금산업’이라고 불릴 정도로 중요해졌나요.
반도체는 이제 우리 일상의 모든 영역에 깊숙이 스며들었습니다. 예전에는 일부 고가의 정밀 기기에만 쓰였지만, 이제는 세탁기·냉장고 같은 일반적인 가전제품들까지 ‘스마트화’해 반도체가 들어가지 않는 곳을 찾기가 더 어려워졌죠. 우리가 매일 사용하는 스마트폰·노트북은 물론이고, 텔레비전과 자동차에 이르기까지 반도체는 제품의 성능과 가치를 결정짓는 핵심 부품이 됐어요. 특히 AI 기술이 비약적으로 발전하면서 고성능 반도체에 대한 수요는 그야말로 폭발적으로 늘어났죠. 엄청난 양의 데이터를 실시간으로 처리하고 스스로 학습하는 AI 시스템을 구현하기 위해서는, 기존보다 훨씬 높은 수준의 연산 능력을 갖춘 특수한 반도체가 필요하기 때문이에요. 현대 사회를 움직이는 거의 모든 첨단 기술의 기반이 결국 이 작은 칩 하나에 담겨 있는 셈입니다. 이처럼 반도체의 쓰임새는 무한히 확장되고 있지만, 이를 정교하게 설계하고 안정적으로 생산할 수 있는 기술력을 갖춘 곳은 세계적으로도 매우 한정적이죠. 누구나 만들 수 있는 범용 제품과 달리, 미래 산업을 이끌 첨단 반도체는 진입 장벽이 매우 높고 대체가 어려워요. 수요는 넘쳐나는데 공급할 수 있는 기술적 요건은 까다롭다 보니, 경제적으로나 국가 안보 측면에서나 아주 큰 가치를 지닌 ‘황금산업’으로 불리게 된 거죠.
Q : 시온 앞으로 반도체 역할은 어떻게 달라질까요.
앞으로 반도체는 크게 두 가지 방향으로 진화할 것입니다. 첫째, 메모리와 프로세서는 점점 더 대용량·고성능으로 발전할 것으로 보여요. 더 큰 규모의 AI 모델을 더욱 빠르게 처리하기 위해 속도와 처리 능력을 계속 향상해야 하는데, 이를 위해 반도체 칩을 여러 층으로 높게 쌓아 올리거나 회로를 더 미세하게 만드는 첨단 기술들이 계속해서 도입되고 있죠. 둘째로는 스마트폰이나 웨어러블 기기처럼 외부 서버의 도움 없이 기기 내부에서 실시간으로 AI 연산을 수행·처리하는 온디바이스(On-Device) AI 전용 반도체가 중요해지며, 크기는 더 작으면서 전력 소모를 획기적으로 줄여 발열을 제어하는 에너지 효율이 핵심 경쟁력이 되고 있습니다. 동일한 반도체를 여러 기기에 대량으로 넣어 사용하는 대신, 각 기기의 특성에 딱 맞춰 최적화된 반도체에 대한 수요가 커지고 있죠. 이러한 변화에 발맞춰 최근에는 데이터를 저장하는 부분과 계산하는 부분을 하나로 합치려는 시도도 활발히 진행되고 있고요. 그동안은 두 기능이 물리적으로 떨어져 있어 데이터를 주고받는 데 시간이 걸리고 에너지도 많이 소모됐지만, 이를 결합하면 처리 속도와 효율을 동시에 극대화할 수 있으리라 봅니다. 결국 미래의 반도체는 단순히 성능이 좋아지는 단계를 넘어, 각 기기에 최적화된 지능을 부여하며 디지털 세상의 에너지 효율을 완성하는 핵심 요소가 될 거예요.
Q : 믿음 전자·반도체 산업의 발전 방향과 소년중앙 독자 또래 미래 세대는 무엇을 준비해야 할지 궁금합니다.
앞으로 전자·반도체 산업은 인공지능과 더욱 깊게 결합하며 발전할 것으로 봅니다. 이미 설계 단계에서 AI를 활용해 수억 개의 복잡한 회로를 최적으로 배치하거나 제조 공정의 미세한 오류를 실시간으로 잡아내는 등 AI는 산업 현장의 필수적인 파트너로 자리매김했죠. 하지만 단순히 속도와 용량이 큰 반도체를 만들어내는 것만이 중요한 것이 아니라, 그 위에서 동작하는 AI 알고리즘을 이에 맞게 효율적으로 설계하느냐에 따라 실제 성능이 크게 달라집니다. 이러한 변화 속에서 인공지능을 이해하고 능숙하게 활용하는 능력은 이제 선택이 아닌, 미래를 준비하는 아주 기본적인 역량이 될 것입니다. 하지만 기술이 아무리 똑똑해져도 결국 “이 기술로 세상의 어떤 문제를 해결할 것인가?”를 정의하는 것은 인간의 몫입니다. 단순히 정해진 답을 찾는 연습보다는, 기술적 한계를 뛰어넘기 위해 정답이 없는 문제를 끊임없이 탐색하고 도전하며 자신만의 해답을 찾아가는 과정을 즐겨보길 바랍니다.
소중 학생기자단 취재후기
경기도 수원에 있는 삼성이노베이션뮤지엄에서 취재를 진행하며 전자산업과 디지털에 대한 지식과 시야가 더 넓어진 것 같습니다. 삼성전자의 시작과 역사를 알고 나니 지금 집에서 사용하는 여러 전자기기가 신기하고 새롭게 느껴졌죠. 제가 태어나기 전에 있었던 텔레비전이나 휴대전화, 냉장고 등 과거 제품을 자세하게 살펴볼 수 있어서 좋았고요. 먼 옛날 제품인데도 디자인이 모던했고 지금 우리가 쓰는 제품과 비교해도 떨어지지 않을 만큼 외관이 멋있었죠. 집에서 멀지 않은 곳이라 주말에 다시 와서 천천히 볼 생각입니다. 전자기기를 좋아하는 청소년이라면 즐겁게 관람할 수 있을 거예요.
서진하(경기도 홈스쿨링 중2) 학생기자
첫 취재로 삼성이노베이션뮤지엄을 방문해 전자산업의 흐름과 발전에 대해 알아봤습니다. 라디오와 세탁기, 냉장고 등 과거 전자기기들이 전시돼 있었는데, 특히 냉장고는 신선한 음식을 보관할 수 있었기 때문에 귀중했고, 그래서 금고와 같은 디자인으로 만들었다고 해서 신기했어요. 휴대전화 섹션을 둘러보면서 초기 제품은 자동차보다 비쌌고 사용시간도 짧았으나 발전을 거듭해 지금 우리가 최첨단 스마트폰을 사용할 수 있게 된 것도 알게 됐죠. 인공지능을 탑재해 냉장고에 있는 식재료 조리법은 물론 음식 유통기한 등도 알려주는 최신 냉장고를 둘러보면서 이런 집에 살면 참 편하겠다는 생각이 들었어요. 취재를 통해 우리나라가 전자산업 강국임을 느낄 수 있었고 이런 제품이 있어서 우리 일상이 많이 편해진 것 같습니다.
심믿음(경기도 홈스쿨링 중2) 학생기자
전자산업의 발전과 역사를 둘러볼 수 있는 삼성이노베이션뮤지엄은 총 3개의 섹션으로 나뉘어 있어요. 1관에선 전기의 발견과 여러 발명가가 발명한 제품들을 볼 수 있었고 2관에서는 기술이 발전하면서 전자제품이 엄청 작아지는 등 눈에 띄는 혁신을 볼 수 있었습니다. 마지막 3관에서는 삼성전자 최신 제품을 만나볼 수 있었는데, 어떤 기능이 있는지 손유주 프리젠터님이 자세하게 설명해주셔서 이해하기 쉬웠죠. 여러 발명가와 기업들이 노력해서 전자기기를 만들었고 이 제품들 덕에 우리가 편리한 삶을 살고 있다는 것을 다시 한번 느낄 수 있는 자리였습니다.
이시온(경기도 홈스쿨링 중1) 학생기자
서진하(경기도 홈스쿨링 중2) 학생기자
첫 취재로 삼성이노베이션뮤지엄을 방문해 전자산업의 흐름과 발전에 대해 알아봤습니다. 라디오와 세탁기, 냉장고 등 과거 전자기기들이 전시돼 있었는데, 특히 냉장고는 신선한 음식을 보관할 수 있었기 때문에 귀중했고, 그래서 금고와 같은 디자인으로 만들었다고 해서 신기했어요. 휴대전화 섹션을 둘러보면서 초기 제품은 자동차보다 비쌌고 사용시간도 짧았으나 발전을 거듭해 지금 우리가 최첨단 스마트폰을 사용할 수 있게 된 것도 알게 됐죠. 인공지능을 탑재해 냉장고에 있는 식재료 조리법은 물론 음식 유통기한 등도 알려주는 최신 냉장고를 둘러보면서 이런 집에 살면 참 편하겠다는 생각이 들었어요. 취재를 통해 우리나라가 전자산업 강국임을 느낄 수 있었고 이런 제품이 있어서 우리 일상이 많이 편해진 것 같습니다.
심믿음(경기도 홈스쿨링 중2) 학생기자
전자산업의 발전과 역사를 둘러볼 수 있는 삼성이노베이션뮤지엄은 총 3개의 섹션으로 나뉘어 있어요. 1관에선 전기의 발견과 여러 발명가가 발명한 제품들을 볼 수 있었고 2관에서는 기술이 발전하면서 전자제품이 엄청 작아지는 등 눈에 띄는 혁신을 볼 수 있었습니다. 마지막 3관에서는 삼성전자 최신 제품을 만나볼 수 있었는데, 어떤 기능이 있는지 손유주 프리젠터님이 자세하게 설명해주셔서 이해하기 쉬웠죠. 여러 발명가와 기업들이 노력해서 전자기기를 만들었고 이 제품들 덕에 우리가 편리한 삶을 살고 있다는 것을 다시 한번 느낄 수 있는 자리였습니다.
이시온(경기도 홈스쿨링 중1) 학생기자
이보라([email protected])