황철주 주성엔지니어링 회장은 한국경제신문과의 인터뷰에서 “인공지능(AI) 혁명의 본질은 에너지”라며 “반도체 산업을 키우려면 반도체 공장보다 발전소와 송전망을 먼저 구축해야 한다”고 밝혔다. 주성엔지니어링이 독자 개발한 3·5족 화합물 태양전지에 대해선 “에너지 효율은 40%에 육박하면서도 생산 비용은 원전 수준으로 떨어진다”며 “에너지 혁명을 가져올 것”이라고 자신했다.
황 회장은 지난달 24일과 30일 용인 기흥의 주성엔지니어링 연구개발(R&D)센터에서 한 인터뷰에서 “에너지가 없으면 반도체는 아무 쓸모가 없다”며 “최근 반도체 주가가 조정받는 이유도 전기 때문”이라고 분석했다. 그는 3~5년 주기로 호황과 불황이 오가는 반도체 경기에 대해 “과거 역사를 보고 미래를 전망하는 실수를 경계해야 한다”고 강조했다. 이어 “과거 반도체가 생활 가전에 주로 쓰였지만, 지금은 인공지능(AI) 데이터센터가 주축”이라며 “미래를 예측할 수는 없지만 적어도 제가 살아있을 때까지 반도체 산업은 계속 성장할 것”이라고 설명했다.
황 회장은 “AI 데이터센터가 지식과 정보, 기술의 근간이 되는 새로운 시대가 왔다”며 “인류가 학교와 대학을 만든 속도보다 더 빠른 속도로 데이터센터가 지어질 것”이라고 내다봤다. 그러면서 “스마트폰도 5년 정도 쓰면 노후화로 신형 제품으로 교체하는데 데이터센터는 24시간 운영된다”며 “수십조원짜리 데이터센터에 들어가는 반도체를 5, 6년 주기로 계속 바꿔야 할 것”이라고 예상했다. 그는 주성엔지니어링 주가에 대해 과거 주가가 오르기 전 엔비디아처럼 “인큐베이팅 시기를 지나고 있다”며 “미래엔 엔비디아보다 더 많이 오를 수 있다”고 자신했다.
"조정장에서도 TSMC만 버틴 건 시장 독점력 때문"
▷최근 반도체 주식이 크게 조정받았습니다.
“최근 주성엔지니어링이 고점 대비 50%가량 하락했습니다. 삼성전자, SK하이닉스 주가 하락률도 대체로 비슷합니다. 펀더멘털이 달라진 것은 없습니다. 저뿐 아니라 다른 반도체 대기업 경영진도 같은 생각입니다. TSMC만 상대적으로 잘 버티는 것 같습니다.”
▷왜 그런가요.
“삼성전자, SK하이닉스는 마이크론과 함께 메모리 반도체 시장에서 경쟁하고 있습니다. 반면 TSMC는 연산·제어 파운드리(위탁 생산) 시장을 독점하고 있습니다. 경쟁사가 없으니 시장을 컨트롤할 수 있다고 보는 것 같습니다.”
▷반도체 업황은 얼마나 지속될까요.
“머나먼 미래를 예측할 수는 없지만 적어도 제가 살아있을 때까지 반도체 산업은 계속 성장할 것으로 보고 있습니다.”
▷과거엔 3~5년 주기로 호황과 불황이 오갔습니다.
“과거 역사를 보고 미래를 전망하는 실수를 경계해야 합니다. 과거엔 반도체가 생활 가전에 주로 쓰였습니다. 지금은 인공지능(AI) 데이터센터가 주축입니다. 데이터센터는 세계에서 가장 훌륭한 대학보다 더 가치 있는 역할을 하게 될 것입니다. 문자 발명 이후 5000년 인류의 역사가 끝나고 새로운 역사가 시작됐다고 생각합니다.”
▷데이터센터를 대학에 비유한 이유가 궁금합니다.
”인류가 대학을 만들고, 대학이 세계적인 인재를 배출했습니다. 현재 인공지능(AI)은 세계에서 가장 똑똑한 사람의 수준까지 올라왔습니다. AI는 인간과 달리 세계의 모든 사람이 정보와 지식을 공유할 수 있게 만들어줍니다. 데이터센터가 지식과 정보, 기술의 근간이 되는 새로운 시대가 왔습니다. 인류가 학교와 대학을 만든 속도보다 더 빠른 속도로 데이터센터가 지어질 것입니다.”
▷데이터센터가 대학처럼 오랜 기간 지속될까요
“맞는 말씀입니다. 과거엔 반도체를 만들면 10~20년 쓸 수 있었습니다. 지금 AI 데이터센터에선 5년, 길어도 6년 정도 쓸 수 있습니다. AI 데이터센터는 24시간 돌아갑니다. 스마트폰도 5년 정도 쓰면 신형 제품으로 교체합니다. 매년 새로운 기술이 나오는 데다 노후화로 제품 성능까지 떨어집니다. 이런 스마트폰을 24시간 쓴다고 생각해보세요. 앞으로 수십조원짜리 데이터센터에 들어가는 반도체를 5년 주기로 계속 바꿔야 할 것입니다.”
▷대한민국은 이런 반도체 혁명에 어떻게 대응해야 할까요.
“반도체 시장은 ‘에너지’에 달려 있습니다. 미국 빅테크도 전력이 없어 데이터센터를 건설하지 못하고 있어요. 에너지가 없으면 반도체는 아무 쓸모가 없습니다. 최근 반도체 주가가 조정받는 이유도 전기 때문입니다. 전력이 없는 상태에서 반도체를 미리 사놓는 것은 사실상 낭비입니다. 아무리 적게 봐도 에너지 시장은 반도체 시장보다 5배 이상 크다고 봅니다. 대한민국은 세계에서 가장 질이 높은 에너지를 보유하고 생산하는 나라가 돼야 합니다. 앞으로 AI 시대의 핵심 경쟁력은 에너지가 될 것입니다.”
▷한국에선 에너지보다 반도체에 더 주목하는 것 같습니다.
“반도체 공장 지으려면 발전소를 먼저 건설해야 합니다. 반도체 산업을 육성하는 지름길입니다. 인터뷰 기사 제목에 이 내용을 꼭 넣어주세요.”
▷반도체 공장 인근에 지어야 하나요
“그렇습니다. 물론 원전은 정부가 컨트롤해야죠. 하지만 화력, LNG 발전은 권한을 민간 기업에 주던지, 아니면 국가가 지어주든지 해야 합니다. 정부가 승인한다 안 한다, 송전 때문에 어렵다, 이런 얘기 할 때가 아닙니다.”
▷양질의 에너지 확보를 위해선 원전을 더 지어야 하나요.
“원전 1기를 짓는 데 10년 걸립니다. 데이터센터는 지금 당장 전기가 필요합니다. 현시점에선 태양광이 제일 좋다고 봅니다.”
▷중국은 어떤가요
“장기적으로 볼 때 중국이 미국보다 경쟁력이 더 높다고 볼 수 있어요. 국민 여론, 민원에 신경 쓰지 않고 전력 시스템을 공급할 수 있어서입니다.”
▷태양광 기술도 중국이 미국보다 앞서 있지 않나요.
“과거의 태양광 기술은 그렇습니다. 생산 비용이 낮기 때문입니다. 하지만 앞으로는 달라질 것입니다. 태양광 효율성을 높인 신기술이 나오고 있습니다.”
▷주성엔지니어링이 개발하고 있는 탠덤 태양전지 기술을 말하는 건가요.
“탠덤 전지도 우리 기술로 만들 수 있습니다. 그보다는 주성엔지니어링이 독자 개발한 ALG(원자층 성장) 기술을 기반으로 제조하는 3·5(화합물) 태양광 기술이 에너지 혁명을 가져올 것입니다.”
▷탠덤 전지와 3·5 전지 기술은 어떤 차이점이 있습니까.
“덤 전지는 상부의 페로브스카이트가 단파장 빛을 흡수하고 아래의 실리콘이 페로브스카이트를 통과한 장파장 빛을 흡수합니다. 여전히 단결정 실리콘 소재를 기반으로 하고 있습니다. 3·5는 주기율표상 갈륨 등 옛 3족 원소와 질소와 비소 등 5족 원소를 조합해 태양광 소재를 만들 수 있습니다. 세상에 없는 기술을 만들어낸 게 아닙니다. 이미 우주선 등에서 사용되고 있어요. 태양광 에너지 효율이 40%에 가깝습니다. (일반적인 태양광 모듈의 에너지 효율은 20~23% 수준이다)” 3·5 태양광 기술, 올 연말 상용화 목표▷태양광 에너지를 40%까지 전기로 바꿀 수 있다는 사실이 놀랍네요.
“지금도 기술적으로 가능합니다. 하지만 비싸고 어려운 게 문제입니다. 주성은 ALG 기술을 활용해 비용을 100분의 1 이하로 낮출 수 있습니다. 대량생산도 가능합니다. 전력 생산 비용은 원자력 발전 수준으로 떨어뜨릴 수 있습니다. ”
▷어떤 제품, 기술에 활용될 수 있을까요.
“먼저 자동차, 피지컬 AI에 쓰일 수 있습니다. 지붕에 3·5 태양전지를 채택하면 운전하면서 충전할 수 있어요. 필요한 배터리도 반 이상 줄일 수 있습니다. 빌딩 유리창에도 쓸 수 있습니다. (책상에서 태블릿PC 크기의 태양광 모듈 장치를 가져와 보여주며) 고객들이 우리 기술을 믿지 못해 지난주에 시험 제품을 만들었습니다. 미디어에 처음 공개하는 것입니다. 태양광 효율이 높아 형광등 빛만으로도 이렇게 전기를 만들어냅니다. 이렇게 가림막으로 태양전지를 가리면 전력 가동률이 급격히 떨어집니다. 실내외 관계 없이 빛만 있으면 전기를 만들어낼 수 있어요.”
▷태양광 효율이 어느 정도인가요.
“35% 수준까지 나옵니다. 실리콘 기반 반도체 제조 인프라를 그대로 활용할 수도 있습니다.”
▷언제 상용화될까요
“목표는 올 연말입니다. 주성엔지니어링은 생산라인 설계부터 장비, 공정 기술을 일괄 제공하는 턴키 방식으로 공급할 수 있습니다. 비즈니스 모델에 따라 달리 대응할 수 있습니다.”
▷주성의 ALG 증착 기술을 사용해야 제조할 수 있나요.
“모방은 할 수 있겠지만 특허에 걸릴 것입니다. 3·5 소재를 활용한 기술은 1962년 LED로 처음 상용화됐습니다. 당시엔 3·4가 실리콘을 대체할 것이라고 예상했습니다. 하지만 대량생산을 할 수가 없었습니다. 비용이 너무 비쌌기 때문입니다. 주성엔지니어링은 이 연구에 30년 가까이 매달려 성과를 냈습니다. 개인적으로 노벨상을 받을 수 있는 기술이라고 생각합니다. ”
▷어떤 과정이 제일 힘들었나요
“공정 온도를 1000도에서 300도로 내리는 것과 하부 기판의 종류와 관계 없이 증착막을 성장시키는 기술 등 두 가지입니다. ”
▷성과 없이 30년 동안 간 기술 개발을 지속할 수 있다는 사실이 놀랍습니다.
“(웃으며) 우리 임직원 중 30년간 연구개발에 관여한 사람은 저뿐이에요. 모두 조금 하다가 그만두고 갔습니다. 30년 인생을 갈아 넣었습니다.”
▷반도체 장비업체가 태양광 기술을 개발한 것도 놀랍네요.
“반도체와 디스플레이, 태양광은 원천 기술이 동일합니다. 반도체는 모든 산업과 과학 기술의 기초입니다. 디스플레이는 이 반도체를 활용해 전기를 빛으로 바꾸고, 태양광은 빛을 전기로 전환하는 것입니다.”
▷반도체에도 ALG 증착 기술을 활용할 수 있나요.
“쉽게 설명하면 기존 반도체는 단결정 실리콘 웨이퍼 위에서만 제조할 수 있습니다. 저온 ALG 증착 기술을 활용하면 유리, 금속 등으로도 반도체를 만들 수 있어요. 사각형의 대면적 유리 기판을 활용하면 (원형의 실리콘 웨이퍼와 비교해) 버려지는 면적을 최소화할 수 있습니다. 가격도 10배 이상 저렴합니다. ”
▷앞으로 반도체 기술은 어떤 방향으로 진화할까요
“AI는 뇌 구조와 비슷합니다. 로직(연산)과 메모리 반도체가 한 공간에서 동일한 속도로 작동해야 합니다. 지금은 단결정 실리콘 웨이퍼 표면에서 트랜지스터를 만들 수 있습니다. 이런 한계로 TSMC조차도 현재는 로직 반도체와 HBM을 물리적으로 가깝게 붙이는 수준에 머무르고 있습니다. CPU와 같은 로직 반도체는 1나노미터 크기의 미세 회로로 만들어집니다. CPU와 HBM의 물리적 거리가 1㎝라고 하면 나노미터 세계에선 한국과 미국 간 거리라고 보면 됩니다. 앞으로는 로직과 메모리가 합쳐지거나 포개지는 방식으로 기술이 발전할 수밖에 없습니다. ”
▷3·5 화합물은 어떤 장점이 있나요.
“현재 기술로는 반도체를 단결정 실리콘 표면에서만 만들 수 있어요. 3·5 기술을 활용하면 하부 기판에 관계 없이 트랜지스터를 형성할 수 있습니다. 실리콘뿐 아니라 유리 기판, 구리, 알루미늄 기판에서도 반도체를 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 단독주택 100채를 짓는 대신 100층 고층 아파트로 반도체를 제조할 수 있습니다. 로직 10개 위에 D램 10개를 쌓는 게 가능합니다. 로직 반도체와 D램 반도체를 번갈아 쌓을 수도 있어요. 다양한 방식을 조합할 수 있습니다.”
▷다른 글로벌 반도체 기업도 대안을 찾고 있지 않나요.
“TSMC는 광반도체로 해법을 찾고 있어요. CPU와 HBM 간 거리가 너무 머니 전기 신호를 빛으로 바꿔 주고받겠다는 겁니다. 근본적으로 로직과 메모리 반도체를 한 공간에 집적하지 못해 나온 임시방편입니다. 두 반도체를 한 공간에 만들 신호 이동 속도가 획기적으로 빨라지고 소비전력과 열 발생은 극적으로 줄어들게 됩니다.”
"혁신은 지독한 '인큐베이팅' 기간 거쳐...결국 오너의 몫"▷향후 양산 계획이 궁금하네요.
“대부분 업체는 여전히 ‘불가능한 기술 아니냐’며 선뜻 믿지 못하고 있습니다. 그런데도 해외 대형 반도체업체 중 한 곳이 주성의 ALG 장비를 구입해 가능성을 테스트하고 있어요. 실증 작업 1년, 양산 검토 1년, 라인 구축 1년 등 양산까지 3년의 세월이 걸릴 것으로 보고 있습니다.”
▷30년 연구개발 동안 힘든 시기는 없었나요.
“항상 힘들었어요. 솔직히 서너 번 포기했습니다. 접어놓고 다른 걸 하다가 아이디어가 생기면 다시 시작하곤 했습니다.”
▷성공 가능성을 믿는 직원은 있었나요.
“한 명도 없었어요. 주가가 오르니 이제 조금씩 생긴 거 같은데, 아직도 100% 믿는 것 같지 않습니다.”
▷주성엔지니어링 주가는 왜 오른 것 같습니까.
“태양광 기술에 대한 기대와 스페이스X의 영향 때문으로 추정합니다. 스페이스X의 스타링크용 태양전지에 사용되는 헤테로정션(HJT)이 주성엔지니어링의 기술을 카피한 것으로 여겨지고 있습니다. (지난 4월 로이터 등 외신에 따르면 중국 정부는 첨단 태양광 제조 장비의 미국 수출을 제한하는 방안을 논의했다.)”
▷긴 시간을 기다리는 게 말처럼 쉬운 일은 아닌 것 같습니다.
“혁신은 미래 시장을 보고 하는 것입니다. 혁신은 모방과 달리 계획으로 성장할 수 없어요. 길고 긴 ‘인큐베이팅 기간’이 필요합니다. (주가 그래프를 보여주면서) 엔비디아 주가를 보세요. 1990년대 초 창업했는데 2020년대 생성형 AI가 나오기 전까지 실적과 주가가 계속 부진했습니다. 하지만 시장이 열리자 실적과 주가가 수직상승했습니다. 이런 게 혁신 기업입니다. ”
▷주성엔지니어링도 인큐베이팅 시기를 지나고 있나요.
“그렇습니다. 주성은 엔비디아의 2018년을 지나고 있다고 봅니다. 미래엔 엔비디아보다 더 많이 오를 수 있어요. 엔비디아는 GPU 하나로 성장했습니다. 주성은 반도체뿐 아니라 디스플레이, 태양광 등 세 가지 사업을 아우르고 있어요.”
▷혁신은 어떻게 해야 하나요.
“혁신은 오너의 몫입니다. 리스크가 매우 크고 인큐베이팅 기간이 너무 길어요. 한 발자국을 내디딜 때 이 길이 천당으로 가는지, 지옥으로 가는지 알 수 없습니다. 이렇게 어려운 길을 일반 직원이 감내할 수는 없습니다. 직원이 할 일은 개선을 하는 것입니다. 혁신은 3세짜리 어린애를 바닷가 모래사장에 혼자 둔 것과 다를 바 없다고 생각합니다. 한눈을 팔면 바닷물에 빠질 수 있어요. ”
▷오너가 잘못 판단할 수 있지 않을까요.
“물론입니다. 지식, 기술과 사람은 영원히 미완성입니다. 중요한 건 시장을 만날 수 있느냐, 없느냐입니다. 시장이 요구할 때까지 버티려면 인내심과 자본력이 있어야 합니다.”
▷리더에게 가장 필요한 덕목은 무엇입니까.
“모범, 통찰력, 그리고 용기입니다. 남들이 ‘안 된다’고 반대할 때 밀고 나갈 수 있는 ‘실행의 용기’가 중요합니다. 혁신은 피곤하고 힘든 일이어서 본능적으로 반대하는 사람이 많아요. 미래 시장을 보는 통찰력과, 싫어하는 사람들을 설득하고, 때로는 욕을 먹으면서도 끌고 가는 용기가 리더십입니다. ”
▷앞으로 주성을 어떤 회사로 키울 계획입니까.
“직원들과 목표는 명확히 공유하고 있습니다. 규모는 얘기하지 않습니다. 다만 세계에서 연봉을 가장 많이 주는 기업을 만들고 싶습니다.”
▷목표 기간이 있나요
“앞으로 5년입니다.”
용인=좌동욱 중소기업부장 leftking@hankyung.com
용인=이광식 기자 bumeran@hankyung.com