2025년 현재 반도체 산업은 경제뿐만 아니라 안보, 외교, 기술 주권에까지 영향을 미치는 전략 산업으로 부상하였고, 이에 따라 미국과 한국은 반도체 분야에서 협력을 넘어 공동연구체계를 강화하고 있습니다. 특히 미국의 CHIPS and Science Act 시행 이후, 미국 내 반도체 공급망 재편과 첨단 공정 개발을 위한 동맹국 중심의 R&D 협력이 확대되고 있으며, 한국은 세계 최고 수준의 메모리 제조 기술력과 장비·소재 국산화 역량을 바탕으로 한미 공동연구의 핵심 파트너로 부상하고 있습니다. 본 글에서는 한미 반도체 공동연구의 배경과 목적, 주요 협력 분야, 민관 전략 및 향후 과제를 중심으로 살펴봅니다.
CHIPS Act 이후의 한미 반도체 공동연구 기반 조성
2022년 발효된 미국의 CHIPS법은 자국 내 반도체 제조 기반 복원과 첨단 기술 확보를 목표로 하며, 이를 위해 동맹국과의 협력을 공식화하고 있습니다. 한국은 미국의 주요 기술 파트너로서 CHIPS법 하의 공동연구 대상국으로 지정되어 있으며, 양국은 연구개발 인프라, 투자, 기술 이전, 인력 교류를 중심으로 협력을 심화시키고 있습니다.
대표적으로 삼성전자와 미국 IBM, MIT, UC버클리 등은 AI 칩 공동설계, 2나노 이하 공정 기술, 고집적 패키징 분야에서 공동 프로젝트를 진행 중이며, SK하이닉스는 마이크론, 인텔 등과 HBM 기술, CXL 메모리 인터페이스 기술 분야에서 협력하고 있습니다. 이들은 단순한 기술 거래를 넘어, 공동 특허 출원, 연구소 설립, 테스트베드 공유 등 실질적 연구 파트너십 구조로 확장되고 있습니다.
미국 상무부는 한국과의 R&D 협력을 강화하기 위해 ‘국제 반도체 R&D 허브’를 애리조나·뉴욕 등지에 설립하고 있으며, 여기에 삼성·SK·ASML·Applied Materials 등 글로벌 기업과 더불어 한국의 연구기관(KIST, ETRI 등)도 참여하고 있습니다. 이러한 정책은 ‘한미 반도체 동맹’의 R&D 확장을 위한 제도적 기반을 제공하고 있습니다.
공동연구의 핵심 분야: 첨단공정, AI 칩, 패키징, 소재
한미 반도체 공동연구는 첨단공정과 고성능 반도체 기술에 초점이 맞춰지고 있습니다. 특히 AI 모델과 고성능 컴퓨팅에 필수적인 GPU, NPU, HBM 기반 메모리 기술은 미국의 설계력과 한국의 제조력을 결합할 때 시너지가 극대화됩니다. 이에 따라 양국 기업은 차세대 AI 칩 공동설계 및 테스트를 위한 설계플랫폼을 공동 개발하고 있으며, 한국의 미세공정 제조기술이 반영된 시제품 생산도 진행 중입니다.
첨단 패키징 분야에서도 미국은 반도체 집적 밀도와 전력 효율을 높이는 기술이 필요하며, 한국은 FOWLP, 2.5D/3D 적층 패키징 기술을 보유한 상태입니다. 이 분야에서 양국은 공정 호환성, 신뢰성 검증, 국제표준화를 위한 공동 연구를 병행하고 있으며, 일부는 ISO 및 IEEE의 공동 기술자문에 반영되고 있습니다.
또한 소재·장비 분야도 협력의 중요 영역입니다. 미국은 극자외선(EUV) 노광 장비, CMP 소재, 식각 기술 등 핵심 영역에서 우위에 있으며, 한국은 후공정 장비, 플라즈마 소재, 슬러리 등 고도화된 기술을 보유하고 있습니다. 따라서 기술 매칭을 통한 공동 신소재 개발, 공급망 안정화형 소재 테스트, 국산화 기술 검증 등 다양한 협업이 진행 중입니다.
이외에도 양국 대학 간 AI 반도체 융합 전공 개설, 산학 인턴십 프로그램 운영, 공동 석·박사 양성 프로그램 등 인재 교류도 활발히 추진되고 있어, 중장기적인 기술 경쟁력 확보에 기여하고 있습니다.
민관 협력과 정책적 연계 전략의 정착 필요
한미 간 반도체 공동연구를 성공적으로 운영하기 위해서는 기업 중심의 협력을 넘어 정부 간 정책 연계와 제도 정비가 필수적입니다. 이를 위해 2023년 이후 양국은 ‘한미 첨단산업 전략대화’를 정례화하고, 반도체 기술 협력, 정보 공유, 투자 촉진, 연구자 보호 등의 논의를 진행 중입니다.
한국 정부는 반도체 특화 R&D 예산을 확대하여 미국과의 공동과제를 유치하고 있으며, 미국 NSF, NIST, DOE 등과의 과학기술 협약을 체결해 공공 연구기관 간의 연계도 추진하고 있습니다. 또한 양국은 공동 특허의 지재권 보호, 기술이전 절차의 투명화, 연구 인력의 비자 간소화 등 제도적 정비도 병행하고 있습니다.
민간 부문에서는 양국 주요 반도체 기업이 협력 MOU 체결과 함께, 글로벌 기술 컨퍼런스 공동 개최, 연구소 간 인력 순환 프로그램, 기술 표준 위원회 공동 참여 등을 통해 협력체계를 제도화하고 있으며, 이는 향후 공동연구의 지속 가능성을 높이는 기반이 됩니다.
향후 한국은 미국과의 공동연구에서 독자 기술력과 공급 능력을 지속 강화하면서, 전략 분야에서의 협상력을 확보해야 하며, 국가 차원에서 R&D를 외교 정책과 연계해 기술동맹을 넘어 ‘기술 공동 주도권’으로 발전시켜야 할 시점입니다.
결론: 한미 공동연구는 기술주권과 경제안보의 교차점
한미 반도체 공동연구는 단순한 기술협력을 넘어, 기술주권 확보와 경제안보 강화라는 전략적 의미를 지니고 있습니다. AI, 첨단공정, 소재 등 다양한 분야에서의 공동개발은 양국이 기술패권 경쟁 속에서 상호 보완적 위치를 차지하고 있음을 보여줍니다.
2025년 이후 글로벌 공급망 리스크가 고조되고, 기술 블록화가 심화되는 상황에서 한국은 미국과의 공동연구를 통해 글로벌 기술 생태계의 주도권을 확보하는 동시에, 자국의 산업 독립성과 기술 자율성을 함께 강화해 나가야 할 것입니다.