반도체 글로벌 1위를 꿈꾸는 공학도는 여기로, 

시스템반도체공학과

연세대학교 X 삼성전자 채용 연계

치열한 입시과정을 거치고 대학생이 되어서도 학점과 외국어 자격증, 취업에 필요한 여러 가지 스펙을 챙기기 바쁜 청년들. 다양한 자격 요건을 갖춘다 해도 취업에 있어서는 여전히 미래에 대한 불안감을 안고 살아가고 있는 시대, 학생들이 자신의 전공 분야 공부에만 전념할 수 있다면 얼마나 좋을까. 우리 대학교에는 졸업 후 글로벌 기업으로의 취업이 보장돼 있는 채용 연계형 계약학과가 개설돼 있다. 2019년 삼성전자와의 협약을 통해 설립된 공과대학 시스템반도체공학과가 바로 그 주인공이다. 시스템반도체공학과는 왜 설립됐고 어떠한 과목들을 배우며 어떤 프로세스로 취업 연계 프로그램이 진행되는지 알아보자.

반도체 산업의 초고속 성장과 전문 인력의 필요

반도체 산업은 매우 빠른 속도로 성장해왔다. 그중에서도 연산과 저장 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 인공지능(AI) 반도체 산업은 매우 가파른 폭으로 성장을 거듭하고 있다. 한국반도체산업협회가 발간한 보고서에 따르면 글로벌 AI 반도체 시장 규모는 2020년 약 20조 4,300억 원에서 2024년에는 약 57조 1,600억 원으로 성장할 것으로 전망된다. 미국 시장조사업체 가트너(Gartner)는 2027년에 AI 반도체 시장이 1,194억 달러(155조 원) 규모로 성장, 3년 만에 3배 규모로 성장할 것으로 보고 있다. 이처럼 AI 반도체 시장에 대한 수요와 기대가 폭발적으로 증가하면서 마이크로소프트, 아마존, 구글, 메타, 오픈AI 등 글로벌 빅테크 기업들이 앞다투어 AI 반도체 자체 생산에 뛰어들고 있다.

그동안 반도체 산업은 우리나라 총 수출의 5분의 1을 차지하며 한국 경제를 이끌어 가는 핵심 역할을 담당해 왔다. 삼성전자를 필두로 메모리 반도체 분야에서 세계 1위의 초격차를 유지해 왔으나, 인공지능 기술과 글로벌 시장의 변화와 함께 비메모리 부문의 기술혁신과 제2의 도약이 절실한 국면을 맞이하고 있다. 이에 정부는 반도체 산업 육성을 위해 산업과 대학이 함께 손을 잡고 전문성 있는 반도체 맞춤 인재를 양성할 수 있도록 논의와 지원을 추진 중이다.

우리 대학교와 삼성전자는 세계 수준의 반도체 전문 인재를 양성하기 위해 2019년, 일찌감치 학과 개설 협약을 맺고 공과대학 내 시스템반도체공학과를 설립했다. 학생 모집 첫해인 2021학년도부터 학부 신입생 50명을 선발했고, 2024학년도부터 선발 규모를 확대해 연간 100명의 학부 신입생을 선발하고 있다. 또한 시스템반도체 분야에서 보다 전문성 있는 핵심 인재를 양성하기 위해 2022학년도에 국내 최초의 대학원 계약학과인 시스템반도체공학과 대학원을 설립, 2023학년도부터 매해 40명의 대학원생(석사 30명, 박사 10명)을 선발하고 있다. 시스템반도체공학과는 현재 19명의 국내 최고 수준의 교수진으로 구성되어 있으며, 반도체 설계/소자/공정/재료/시스템/SW 영역을 아우르는 다학제간 융합 이론 및 실습 교육을 제공하고 있다. 

시스템반도체공학과 커리큘럼

시스템반도체공학과에서 배우는 교과목들은 크게 설계, 재료·소자·공정, 시스템소프트웨어 분야의 이론 및 실습을 아우르는 커리큘럼으로 구성되어 있다.

설계 분야의 커리큘럼은 반도체를 구성하는 소자들을 설계 목적에 따라 적절하게 이용해 각각의 요소들이 효율적으로 상호작용하는 시스템반도체 구현 방법을 배운다. 대표적으로 디지털·아날로그 집적회로 설계, 컴퓨터 구조, 디지털 시스템 설계 등의 수업이 개설돼 있다.

재료·소자·공정 분야는 반도체를 제작하는 데 가장 최적화된 방법을 찾는 분야로 시스템반도체를 이루는 주요 구성 물질과 이를 이용한 시스템반도체의 기본이 되는 부품에 대해 배운다. 재료 분석론, 첨단 로직 소자, 반도체 공정 등의 수업이 있다.

시스템소프트웨어 분야의 교과들은 사용자가 원하는 동작을 하드웨어가 효율적으로 실행할 수 있도록 시스템반도체를 제어하고 관리하는 프로그램을 구현하는 방법을 배운다. 예를 들어 운영체제 및 시스템 프로그래밍, 컴파일러 설계, 기계학습 개론 등의 수업이 마련돼 있다.

양준성 교수/ 시스템반도체공학과 학과장

2024학년도 1학기에 시스템반도체설계론과 디지털설계 및 실험, 컴퓨터구조론, 현장학습 등 폭넓은 수업을 개설하고 있는 양준성 학과장은 이론과 실습이 병행되는 강의 커리큘럼을 운영한다.

“시스템반도체설계론 교과목은 디지털시스템을 이해하고 인공지능 시스템을 구성하는 기본 구조 설계를 학생들이 직접 진행해보며 설계에 대한 실습과 이론을 이해할 수 있게 하는 것이 목표입니다. 컴퓨터구조론은 우리가 사용하는 컴퓨터나 핸드폰이 어떻게 다양한 소프트웨어 프로그램을 구동시키고, 효율적으로 동작할 수 있도록  구성되어 있는지에 대해 다룹니다. 학생들은 수업에서 배운 이론을 바탕으로 간단한 컴퓨터 구조를 직접 설계하게 됩니다. 이렇듯 우리 학과의 커리큘럼은 학생들이 이론과 실습을 통해 반도체에 대한 지식을 망라할 수 있도록 구성돼 있습니다.”

정이품 교수는 학부 수업인 시스템반도체개론과 대학원 수업인 컴퓨터시스템특론을 강의 중이다.  

“시스템반도체개론 교과목은 시스템반도체 분야 연구자들의 세미나를 통해 연구 분야 및 동향에 대해 파악하고 학생들의 발표와 토론을 통해 시스템반도체 전반에 대한 이해를 돕는 것을 목적으로 하고 있습니다. 컴퓨터시스템특론 교과목은 컴퓨터 구조 및 시스템에 관한 최신 기술 및 연구 동향을 소개하고 깊이 있는 토론을 통해 학생들의 컴퓨터 시스템에 대한 이해를 높이고 관련 연구를 수행하기 위한 배경지식, 연구 방법, 논문 작성 방법 등을 학습하는 것을 목적으로 하고 있습니다.”

정이품 교수 / 시스템반도체공학과

채용 연계 학과 - 취업과 장학 혜택

현재 국내 채용 연계형 반도체 관련 학과는 우리 대학교를 포함해 총 8곳에 설립되어 있다. 반도체에 특화된 교육과정을 이수한 학생들은 졸업 후 삼성전자 혹은 SK하이닉스에 입사해 현업에서 반도체 개발 및 연구 관련 업무를 이어가게 된다.

우리 대학교 시스템반도체공학과는 학생들이 산업계에 진출하기에 앞서 깊이 있는 연구를 수행하고 전문성을 강화할 수 있는 기회를 제공하기 위해 국내 최초로 삼성전자 대학원 계약학과를 설립해 운영하고 있다. 시스템반도체공학과 대학원에 진학하는 모든 학생들은 입학금 및 등록금은 물론 다양한 연구지원금을 제공받으며 학위과정 이후 삼성전자의 관련 사업부 연구개발분야 입사가 보장되기 때문에 학업 및 연구에 더욱 몰입할 수 있을 것으로 기대된다.

물론 삼성전자 입사는 학생들이 선택할 수 있는 ‘혜택'으로 의무사항은 아니다. 시스템반도체공학과의 학부 학생들은 졸업 전 방학 기간 인턴십을 이용해 삼성전자에서 직접 현장을 경험하는 기회를 얻을 수 있기 때문에 자신에게 적합한 진로를 선택하는 데 도움을 받을 수 있다. 

시스템반도체공학과 입학생 전원에게는 입학금 및 1~2학년 등록금 전액을 지원하며 국제캠퍼스에서 RC 교육을 받는 1학년 기간 동안의 기숙사비 전액을 지원한다. 삼성전자 장학생 기준을 통과하는 학생들에게는 3~4학년 등록금 전액이 지급된다. 삼성전자 장학생 기준은 상대평가가 아닌, 삼성전자 입사를 위한 소정의 장학생 선발 채용 절차를 통해 선정된다. 또한 국제적 경쟁력을 키우기 위한 해외 산업체 견학 지원, 해외 학술대회 참가 지원, 자기주도 연구활동 지원, 반도체 제작 실습 환경 제공 및 교내외 연구성과 발표회 참가 기회 제공 등 전폭적으로 연구 활동을 지원한다.

이현준 학생 / 전기전자공학 17, 시스템반도체공학과 석사 2학기

시스템반도체공학과 석사 2학기에 재학 중인 이현준 학생은 장학 혜택 덕분에 걱정 없이 학업에 집중할 수 있다는 것에 큰 만족감을 드러냈다.

“시스템반도체공학과의 가장 큰 장점은 학비뿐만 아니라 생활비도 어느 정도 지원을 받다 보니까 물질적 걱정없이 학업에 더 열중할 수 있다는 것입니다. 또 재학 중 방학을 이용해 약 6주 정도의 인턴십 기회가 주어지는데 연구실에서 공부했던 것들이 실제 산업 현장에서 어떻게 적용되는지 직접 경험할 수 있다는 점도 좋은 것 같습니다.”

반도체 산업의 전망

2024년 현재, 다양한 산업 분야에서 반도체의 수요가 지속적으로 증가함에 따라 반도체 산업은 계속해서 빠르게 성장하고 있다. 특히, 인공지능(AI) 및 기계 학습 분야의 발전으로 AI 알고리즘을 위한 대규모 데이터 처리 및 복잡한 연산을 효율적으로 수행할 수 있는 고성능 및 저전력 소비가 가능한 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 결과, AI 가속기 칩의 시장은 연평균 약 25% 이상 고속성장 중이다.

또한 전기차와 같은 신재생 에너지 산업의 발전으로 인해 반도체의 수요가 더욱 증가하고 있다. 전기차 시장에서의 반도체는 배터리 관리, 전자 제어 장치, 자율주행 시스템 등 다양한 부문에서 중요한 역할을 담당한다. 그 외에도 사물인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅 및 데이터 센터 등의 기술 발전으로 다양한 분야에서 반도체의 수요가 꾸준히  증가할 전망이다. 이에 대응하기 위해 관련 산업 분야에서는 계속해서 기술혁신과 투자가 진행되고 있다. 이러한 추세는 미래에도 지속될 것으로 예상되며 향후 기술 경쟁력 확보 및 신기술 선점을 위해 전 세계적인 경쟁이 치열할 것으로 전망된다.

반도체 산업에서 담당하게 될 역할  

반도체 전문 인재 양성에 특화된 교육을 제공하는 우리 대학교 시스템반도체공학과는 국내 반도체 산업 발전에, 또 글로벌 반도체 산업에 어떠한 역할을 담당하게 될까? 

첫째는 혁신기술 개발이다. 시스템반도체공학과는 다른 어느 학과보다 반도체 분야에 집중하는 학과이다. ‘반도체’라는 공동의 목표를 갖고 있기에 교수진 간의 보다 전문적인 공동 연구가 가능하다. 또한 우리 대학교 시스템반도체공학과는 삼성전자와 긴밀하게 협력하고 있어, 보다 실용적인 연구가 가능하다. 양질의 협력 연구와 삼성전자의 기술력이 만나 우리나라가 앞으로 시스템반도체 세계1위가 되는 데 큰 기여를 할 수 있으리라 기대를 모으는 지점이다. 

둘째는 인재 양성이다. 시스템반도체공학과 대학원에 입학한 학생들은 최신 연구 지식을 습득하고, 새로운 아이디어를 도출하고, 이를 실제로 구현하는 과정에서 수동적 학습 환경과는 비교할 수 없을 정도로 많은 것들을 배우게 된다. 우수한 연구 환경이 조성된 연구실을 기반으로, 시스템반도체공학과는 학부 수업에서도 최신의 반도체 교육이 가능하다.

학부에서 전기전자공학을 전공한 조성혁 학생(석박사통합 3학기)은 최신 연구 정보에 대한 접근성을 가장 큰 장점으로 꼽았다.

“반도체 연구의 특성상 기업의 기밀이나 보안과 관련된 정보들이 쉽게 공유되기 어려운데, 시스템반도체공학과 대학원생들의 경우에는 입사 프로세스를 이미 진행한 후에 입학을 하기 때문에 산업 현장에서 필요로 하는 정보접근이 용이하고 그만큼 효율적인 연구를 할 수 있다는 장점이 있습니다. 그리고 취업 보장이 된 채로 연구를 하기 때문에 심리적으로 안정된 느낌을 받는 것 같습니다.”

세계 1위에 도전하는 학생들은 시스템반도체공학과로

정재용 교수는 우리 대학교에 진학하는 학생들이 모두 우수한 재원들이지만 특히 다음과 같은 학생들이 시스템반도체공학과에 진학했으면 좋겠다고 밝혔다.

“먼저 공학도의 기본자세를 갖고 있는 학생들이 오면 좋겠습니다. 우리 학과 내에서도 분야가 다양하기 때문에 무언가 만들어 보는 것을 좋아하는 학생이라면 자신의 적성에 맞는 세부 분야를 찾을 수 있을 겁니다. 또한 시스템반도체를 알아가는 것에 내적 동기를 갖고 있으면 좋겠습니다. 전자제품의 핵심인 반도체의 동작원리를 궁금해 하고 그것을 알게 되었을 때 만족감을 느끼는 사람이라면 시스템반도체를 꾸준히 공부해 나갈 수 있을 거예요. 덧붙이자면, 세계 1등 제품을 만들어 보고 싶은 포부가 있는 사람이면 좋겠네요. <재벌집 막내아들>이라는 드라마에서 진영기 부회장이 “그래도 국내에서는 1위입니다.”라고 하니 진양철 회장이 “니 어디 전국체전 나가나?”라고 되묻는 장면이 생각나네요. 국내 1위가 아닌 세계 1위에 도전하고 싶은 학생이라면 시스템반도체공학과가 어울릴 것 같습니다.” 

정재용 교수 / 시스템반도체공학과

정재용 교수는 “세상에 수많은 인공지능 강의가 있지만 반도체 전공자를 위해 최적화된 강의는 시스템반도체공학과의 인공지능 수업밖에 없을 것”이라고 자부하면서, “우리 대학교 시스템반도체공학과를 선택한 학생들이 반도체 전문 인재로 성장할 수 있도록 최고의 커리큘럼을 제공하겠다.”는 포부를 밝혔다.

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