이재용(57) 삼성전자 회장은 21일 이례적으로 최소 규모의 사장단 인사를 단행하면서, 옛 삼성종합기술원인 SAIT 원장에 박홍근(57) 하버드대 석좌교수를 사장(내년 1월1일자)으로 영입해 반도체 시장에 파장을 불러 일으켰다.
도대체 박홍근 원장이 누구길래?
박홍근 원장은 서울대를 수석 졸업하고 스탠포드대에서 물리화학 박사를 마친뒤 32살 나이로 하버드대 교수가 된 인물이다. 2004년에는 한국인 최초로 하버드대 종신 교수로 임명됐다. 이재용 회장이 하버드대에 유학을 간 뒤 두 사람의 학연으로 인연이 시작된 것으로 전해지기도 한다.
박홍근 원장은 단순한 화학자나 물리학자가 아니다. 그는 평생 "과학의 경계선에서 혁신이 일어난다"는 철학을 실천한 인물이다. 또 나노과학,생물학,양자 물리학을 결합해 세상에 없는 기술을 만들어 내는데 탁월한 능력을 발휘해 왔다.
특히 이재용 회장이 박홍근 원장을 영입한 뜻은 바로 '뉴로모픽(Neuromorphic·뇌를 모방한 컴퓨팅 기술) 칩의 상용화'에 있다. 이는 기존의 인공지능(AI) 반도체를 개선하는 차원이 아니라, 반도체 설계의 패러다임을 완전히 뒤집는 시도다.
2021년 박홍근 교수와 삼성전자(김기남 부회장, 황성우 사장, 함돈희 하버드대 교수)가 공동 집필해 Nature Electronics에 발표한 논문은 전 세계 반도체 업계에 충격을 줬었다. 기존 뉴로모픽 연구가 뇌의 작동 원리를 수학적으로 모방하는 데 그쳤다면, 박홍근 교수의 비전은 "생물학적 뇌의 신경망 지도를 있는 그대로 베껴서(Copy), 반도체 칩 위에 그대로 이식(Paste)하겠다"는 급진적인 접근이었다.
"뇌를 복제해 붙여넣다 (Copy & Paste)"
뇌 모방 흉내(Mimic) 아닌 복제(Copy)
이 꿈같은 비전을 현실화하는 기술적 열쇠는 박홍근 교수의 '나노 기술'과 삼성전자의 '메모리 기술'의 결합이다.
COPY (복제) - 박홍근의 나노전극(CNEA): 박홍근 교수가 개발한 CNEA(CMOS Nanoelectrode Array)는 수천 개의 초미세 나노와이어가 살아있는 뇌 세포(뉴런) 내부로 직접 침투한다. 이를 통해 뉴런들이 서로 신호를 주고받는 배선도를 실시간으로, 정밀하게 읽어낼 수 있다.
PASTE (이식) - 삼성의 메모리 네트워크: 읽어낸 뇌의 배선도는 삼성의 고집적 메모리(RRAM, V-NAND) 네트워크에 맵핑되는 방식이다. 메모리 소자의 전도도를 조절해, 생물학적 시냅스의 연결 강도를 반도체 회로로 물리적인 구현을 한다.
그리 멀지 않은 상용화 로드맵
반도체 판을 바꾸는 기대 효과
2021년 당시 학계와 업계는 이 기술의 상용화 가능성을 조심스럽게 타진했으나(약 3~4년 후 전망), 박홍근 원장의 취임은 이 기술이 '연구실(Lab)'을 떠나 '팹(Fab·제조공장)'으로 진입함을 알리는 신호탄이 될 전망이다.
진정한 리얼 AI: 현재의 AI(LLM 등)는 엄청난 전력을 소모하지만, 이 칩이 상용화되면 인간의 뇌처럼 아주 작은 초저전력(20W 수준)으로 고도의 추론과 자율적 학습이 가능해진다.
적용 분야: 클라우드 연결 없이 독립적으로 판단해야 하는 휴머노이드 로봇, 완전 자율주행차, 그리고 인체에 삽입 가능한 바이오 칩 등이 주 무대가 될 것으로 기대하고 있다.
양자(Quantum)와 바이오의 융합도 역점
박홍근 원장은 뉴로모픽뿐만 아니라 양자컴퓨팅 분야에서도 삼성의 '히든 카드'를 쥐고 있다. 특히 2025년 하반기 실리콘 스핀 큐비트(양자컴퓨터에서 계산의 기본단위인 양자비트) 기술은 표준 공정에서 99% 이상의 충실도를 달성하며 급부상하고 있다. 그는 나노 소재 전문가로서 큐비트의 안정성을 해치는 미세 결함을 제어하고, 삼성의 반도체 제조 공정(CMOS)을 활용해 양자 칩을 대량 생산하는 난제를 해결하는 데 도주력할 것으로 보인다.
특히 박홍근 원장의 연구 궤적을 볼 때, 삼성전자는 반도체 기술을 헬스케어에 접목하는 시도를 가속화할 전망이다. 그의 '세포 내 침투 기술'은 향후 삼성전자가 개발할 스마트 워치나 의료 기기가 단순한 측정을 넘어, 세포 단위의 진단과 치료까지 수행하는 '전자약(Electroceuticals)' 영역으로 확장되는 기반이 될 전망이다
한마디로 박홍근 교수는 앞으로 '뇌를 닮은 반도체(뉴로모픽)'와 슈퍼컴퓨터를 넘어서는 반도체(양자컴퓨팅)라는 두 마리 토끼를 동시에 잡는 '초월적 기술 전략'을 지휘할 것으로 보인다.
이는 삼성전자가 '패스트 팔로어'로서의 성공 방정식을 버리고, 아무도 가보지 않은 길을 개척하는 '퍼스트 무버'로 완전히 탈바꿈하는 역사적인 기술 분기점이 될 전망이다.
이재용 회장과 박홍근 원장의 전략적 접점
두 사람의 첫 번째 공통분모는 하버드다. 이재용 회장은 하버드대학교 경영대학원(HBS)에서 경영학 박사 과정을 수료했고, 박홍근 원장은 1999년부터 하버드대 교수로 재직하며 한국인 최초 종신교수 타이틀을 얻었다. 이재용 회장은 평소 보스턴 등 미국 동부 출장 시 현지 석학들과 교류하며 최신 기술 트렌드를 파악해 왔는데, 이 과정에서 하버드 내 이공계 리더인 박홍근 교수의 명성을 자연스럽게 접하고 주목했다는 전언이다.
두 사람의 관계가 전략적 동반자로 발전한 결정적 계기는 2021년 네이처 일렉트로닉스에 발표된 뉴로모픽 칩 논문이다. 이 논문의 공저자로 박홍근 교수와 함께 당시 삼성전자 반도체 부문장이던 김기남 부회장이 이름을 올렸다. 그룹의 2인자급인 김기남 부회장이 직접 참여한 프로젝트는 당연히 이재용 회장에게 보고되었을 핵심 과제다. 이재용 회장은 이 논문을 통해 박홍근 교수가 제시한 뇌 복제 비전이 삼성의 반도체 미래와 일치함을 확인하고, 그를 영입 리스트 최상단에 올렸다는 얘기다.
특히 하버드대 교수이자 삼성전자 SAIT 부원장(펠로우)을 역임한 함돈희 교수는 두 사람을 잇는 핵심 가교 역할을 했다. 함 교수는 박홍근 교수와 오랜 동료이자 공동 연구자로서 그의 역량을 삼성 수뇌부에 전달하고, 반대로 이재용 회장의 비전을 박홍근 교수에게 설득하는 메신저 역할을 수행했다. 이재용 회장은 함돈희 교수를 통해 박홍근 교수의 연구 성과와 리더십을 다각도로 검증한 후, 사장급 원장이라는 파격적인 대우로 영입을 결정했다고 한다.
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