美 특허청은 그를 에디슨과 함께 ‘명예의 전당’에 올렸다

[귀암(龜巖) 김재형]

오피니언전문가칼럼

美 특허청은 그를 에디슨과 함께 ‘명예의 전당’에 올렸다

[한국 과학의 선구자들] ⑪ 모스펫 발명한 강대원 [끝]

조선일보

민태기 에스앤에이치연구소장·공학박사

입력 2024.05.22. 00:02업데이트 2024.05.22. 08:27

https://www.chosun.com/opinion/specialist_column/2024/05/22/VQWFLT4LHJDVFCPKPCS66BHTWU/

美 특허청은 그를 에디슨과 함께 ‘명예의 전당’에 올렸다

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인류가 가장 많이 만들어낸 인공 구조물은 모스펫(MOSFET·금속-산화층-반도체 전계 효과 트랜지스터)이라는 반도체다. 통계에 따르면 2018년까지 1.3X10²²개의 모스펫이 만들어졌다. 스마트폰에서부터 인공지능에 이르기까지 현대 문명에 없어서는 안 될 존재가 바로 모스펫인데, 이를 발명한 사람은 한국인 물리학자 강대원이다. 모스펫으로 조그만 칩 하나에 수많은 트랜지스터를 집적하며 비로소 IT 산업이 꽃피기 시작했다. 그가 아니었으면 반도체 혁명은 불가능했을 것이다.

1946년 탄생한 세계 최초의 전자식 범용 컴퓨터 에니악(ENIAC)은 진공관을 사용했다. 1만8000개의 진공관이 장착된 이 장치는 집채만 한 크기에 무게는 30톤이 넘었다. 소비 전력도 엄청나 인근 도시 전기 공급에 문제가 생길 정도였다. 이를 해결하며 등장한 반도체가 트랜지스터다. 1947년 등장한 트랜지스터는 컴퓨터 크기를 300분의 1, 소비 전력은 1500분의 1로 줄였다. 트랜지스터를 발명한 미국 벨 연구소의 윌리엄 쇼클리, 존 바딘, 월터 하우저 브래튼 세 사람이 노벨 물리학상을 받은 것은 이 때문이다. 여기에 또 하나 결정적 기술이 등장한다. 1958년 미국의 잭 킬비는 여러 전자 부품을 한 칩에 넣을 수 있는 집적회로(Integrated Circuit·IC)를 개발한다. 잭 킬비 역시 이 공로로 노벨 물리학상을 받았다.

미국 오하이오 주립대 캠퍼스에서 어린 딸과 나란히 손을 잡고 서 있는 강대원 박사. 1955년 미국 유학길에 오른 강대원은 오하이오 주립대에서 4년 만에 박사 학위를 받았다. 1959년 벨 연구소에 들어간 그는 입사 1년 만인 1960년 반도체 소자의 집적도를 높여 작은 면적에 많은 트랜지스터를 넣을 수 있는 모스펫 원리를 구현하는 발표를 했다. /대한민국 과학기술 유공자 공훈록

이 무렵 미국 유학 중이던 강대원은 새롭게 떠오르는 반도체를 주목했다. 1931년 서울에서 태어난 그는 경기중, 경기고를 월반해 가며 서울대학교 물리학과에 입학했다. 대입 검정시험에 합격했을 때 불과 15세였다. 그의 아버지는 진주중, 진주고 교장을 거쳐 보성고 교장, 부산사범대학 초대 총장을 지낸 강정용이다. 1928년 도쿄고등사범학교 수학과를 졸업한 강정용의 동기로는 역사를 전공한 함석헌이 있다. 한국전쟁이 일어나자 해병대에서 복무한 강대원은 1955년 미국 유학길에 올라 4년 만에 오하이오 주립대에서 박사 학위를 받았다. 졸업 후 그의 선택은 당시 반도체 혁신을 이끌던 벨 연구소였다. 1959년 입사한 강대원은 1년 만인 1960년 세계를 뒤흔든 발표를 한다. 모스펫이었다.

모스펫은 반도체 소자의 집적도를 높여 더 작은 면적에 훨씬 많은 트랜지스터를 넣을 수 있는 기술이다. 게다가 소비 전력도 훨씬 줄일 수 있다. 오래전부터 모스펫 원리는 알려져 있었지만, 실제 구현하는 방법을 찾지 못하고 있었다. 당시 반도체 회로의 소형화, 집적화가 요구되면서 모스펫 개발이 절실했다. 바로 이때 신입 연구원 강대원이 최초로 동작하는 모스펫을 세상에 보인 것이다. 오늘날 최신 반도체에는 500억개가 넘는 트랜지스터가 들어가니, 무려 500억개의 진공관을 작은 칩 하나에 넣을 수 있게 된 셈이다. 강대원의 모스펫이 스마트폰과 인공지능을 가능하게 한 것이다.

강대원은 한발 더 나아갔다. 벨 연구소에서 팀장이 되어 후속 연구에 박차를 가했다. 1967년 또 세상을 놀라게 하는 결과를 발표한다. 전원을 꺼도 저장된 데이터가 사라지지 않는 플로팅 게이트 기술을 개발한다. 현재 우리가 일상에서 쓰는 USB와 대형 저장 장치에 쓰이는 낸드 플래시 메모리는 강대원 박사의 플로팅 게이트 기술로 만들어진 것이다. 이 기술 역시 세상을 바꾸었다. 지워지지 않는 메모리는 나중에 디지털 카메라 시대를 열어 100년이 넘는 전통 필름 카메라 업체들을 사라지게 했다. MP3 플레이어의 등장은 오디오 시장을 바꾸어 카세트테이프와 CD를 대체했다.

이제 세계 전자 업계에서 강대원을 모르는 사람이 없었다. 1975년 강대원은 미국 프랭클린 연구소의 스튜어트 밸런틴 메달을 받았다. 미국 건국의 아버지 벤저민 프랭클린을 기념하는 이 연구소는 메달 수상자를 엄격히 선정한다. 이 메달을 받은 인물들만 보아도 강대원의 업적이 가지는 의미를 알 수 있다. 수상자에는 아인슈타인과 스티븐 호킹, 그리고 반도체 개척 공로로 노벨상을 받은 윌리엄 쇼클리, 잭 킬비 등이 있다. 세계적 과학자만 받는 이 메달 수상자 중 105명이 노벨상을 받았다.

1988년 강대원이 벨 연구소를 은퇴하자, 일본 최대 IT 회사 NEC가 글로벌 연구 센터를 미국에 설치하며 그를 초빙했다. 이곳에서도 계속 새로운 연구를 시도하던 강대원은 1992년 학회를 마치고 돌아가던 길에 대동맥류 파열로 급사한다. 향년 61세였다. 많은 이가 그가 조금 더 오래 살았더라면 노벨상을 받았을 것이라고 말한다. 트랜지스터와 반도체 집적회로로 노벨상을 받았으니 다음 순서가 모스펫이 될 가능성이 높았기 때문이다. 지난 2000년 잭 킬비는 IC로 노벨상을 받으며 오늘날 반도체 산업이 이렇게나 엄청난 규모로 성장한 것은 강대원의 모스펫 덕분이라고 했다.

2009년 미국 특허청은 IC 개발 50주년을 기념해 ‘무어의 법칙’ 창시자이자 인텔 창업자인 고든 무어, 공동 창업자인 앤드루 그로브와 함께 강대원을 명예의 전당에 올렸다. 앞서 명예의 전당에 오른 인물로는 에디슨, 벨, 라이트 형제, 노벨 등이 있는데, 강대원 박사가 이들과 나란히 자리한 것이다. 2014년 서울대학교 반도체공동연구소에 그의 흉상이 세워졌고, 2017년 한국반도체학술대회는 ‘강대원상’을 제정했다. 그는 오늘날 세계 반도체 산업을 가능하게 만든 선구자다.

한국 반도체 산업의 시작

강대원 박사가 모스펫과 플로팅 게이트를 발명하던 무렵, 우리나라 현실은 첨단 산업과 거리가 멀었다. 무엇을 할 수 있을지 모색하던 강대원 박사는 한국을 방문하곤 했지만, 국내 반도체 기반은 허약했다. 반면 일본에서 강 박사는 반도체 연구로 노벨물리학상을 받은 일본 학자 에사키 레오나 박사와 동급 대접을 받았다. 그만큼 당시 한국과 일본의 격차는 컸다. 하지만 그의 영향을 받은 후배들이 결국 한국에 반도체 산업을 일으킨다. 그중에는 강대원 박사의 3년 후배인 강기동 박사가 있다.

1959년 강기동 박사 결혼식. 왼쪽이 강기동 박사 부부, 오른쪽이 강대원 박사 부부. 강대원 박사 부부는 신부의 웨딩드레스를 장만해 주고, 피로연 식사도 준비해 주었다. 강대원의 경기고, 서울대 후배인 강기동은 1974년 경기 부천에‘한국반도체주식회사’를 설립해 한국 반도체의 선구자로 불린다. /강기동 박사 자서전

1958년 강대원이 박사과정으로 있던 오하이오 주립대에 경기고, 서울대 후배 강기동이 도착했다. 이휘소와 경기고 동기였던 강기동은 강대원과 마찬가지로 반도체 산업에 눈을 돌리고 있었다. 1962년 박사 학위를 받은 강기동은 이미 벨 랩에서 명성을 떨치던 선배 강대원과 진로를 상담했다. 강기동 박사가 결혼할 때 강대원 박사의 아내가 신부 들러리로 나설 정도로 가까운 사이. 반도체 공정이 더 중요하다고 생각한 강기동은 생산 현장을 배울 수 있는 모토롤라에 입사한다.

1974년 강기동 박사는 모험을 감행한다. 강대원은 시기상조라고 우려했지만, 강기동은 직접 한국에 반도체 공장을 짓기로 한다. 반도체 생산 기술을 한국에 이식하기 위해 강기동은 최신 3인치 웨이퍼로 반도체 칩을 양산하는 공장을 세운 것이다. 이렇게 자본금을 무려 100만달러 들여 부천에 세운 회사가 ‘한국반도체주식회사’다. 하지만 막대한 자금이 필요한 반도체 사업은 쉽지 않았다. 결국 삼성이 1977년 이 공장을 인수한다. 1983년 미국, 일본에 이어 한국이 세계 세 번째로 64K D램을 만든 것이 바로 이 부천 공장이다. 한국의 반도체 신화는 이렇게 시작되었다.

‘한국 과학의 선구자들’ 연재를 마칩니다. 독자 여러분과 민태기 박사께 감사드립니다.

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obongsan

2024.05.22 06:04:57

눈물날만큼 감격적인 기사네요~~~무식한 우리네는 이런분들이 계신줄 몰랐네요. 좌편향으로 기울고있는 대한민국을 보고 실의에 빠져있는데 이런 기사가 잠시나마 정신들게하네요~~

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自由

2024.05.22 05:16:48

우리의 피끓는 젊은 학생들이 이런분들을 본받아 의대가 아닌 과학이나 공학을 연구하여 인류번영에 이바지하는 인물로 성장하기를 기원합니다.

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전요한목사

2024.05.22 05:39:20

그동안 수고하셨습니다.좋은 글 감사합니다. 다음에도 민소장님의 글을 또 뵈었으면 좋겠습니다.

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Netsgo

2024.05.22 06:38:56

우리민족은 뛰어난 머리와 훌륭한 품성을 지닌 사람들이 많다. 문제는 이런 고급두뇌들을 미리 알아보고 국가적인 차원에서 지원해야 하나 인재를 알아보지 못하는 시스템에서 한계가 나타난다. 결과는 핵심인재들이 미국에서 공부하고 미국에 계속 남아 미국의 발전을 이끌게 된다는 것이다. 인재는 그들을 소중히 하고 알아주는 시스템이 있어야 계속 영입이 된다. 지금 삼성전자가 반도체 실적에서 헤매는 결정적인 이유 역시 0.01% 최고 수준의 인재를 못 구하는 까닭이다. 이건희 회장이 최고의 인재 하나가 수백만명을 먹여 살릴수 있으니 백억이 아니라 그 이상 얼마라도 줄테니 세계 최고의 인재를 찾아오라고 주문을 한 것도 바로 그런 이유에서다.

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솔다람

2024.05.22 04:49:35

강기동박사님의 스토리도 연재해 주시면 좋겠습니다

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anak

2024.05.22 06:43:53

이런 노력 위에 반도체가 꽃을 피웠군요.

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안녕하세요네

2024.05.22 06:50:43

정말 수고하셨습니다 기사처럼 새로운 선각자가 계셨군요 다음 글이 또 궁금합니다

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조박

2024.05.22 07:57:41

위대하신 분이군요.

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Mission K

2024.05.22 08:26:43

깅기동박사는 강대원박사보다 애국심이 더 있었던 모양이다. 연구업적은 아마도 강대원박사를 따라가지 어려울 수도 있었겠지만...좀더 나은 세상에 이런 수재들이 있었어야 했을텐데..이 모든 것은 조선말기의 관료들이 나라를 잃은 수모의 결과이리라. 그런데 왜 야당은 마치 자기들이 반일에 우월적 지위가 있다는 개소리를 할까? 솔직히 말하자. 당신 자식이 정치를 하고 싶다면 민주당 범죄자가 좋을 까? 물론 국힘 비겁자와 거짓말을 하는 개들도 싫겠지. 이들에게는 가족들까지도 미래가 없다.

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정의와공의

2024.05.22 09:28:29

참으로 감격적인 내용입니다. 요즘의 청소년들이 이런 분들을 보면 꿈을 키우기를 기원합니다.

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SeanLee

2024.05.22 08:58:29

전후 아무것도 없던 우리나라 출신의 이런 천재적인 분이 있었고 또 잘 알려지지 않았다는 것 자체가 약소국의 설움 같아서 조금 그렇습니다. 지금 삼성전자의 반도체 신화 이전, 이를 가능하게 했던 저런 분들의 삶을 재조명하고 널리 알려야 하지 않을까 싶네요.

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프로도

2024.05.22 08:53:38

대입 경쟁 과열을 핑계로 저런 경기고등학교와 몇 학교를 (이름은 남아있으나) 문닫게 했다. 그렇지만 지금 과학고, 영재고에 외고까지 다른 이름으로 같은 일이 일어나고 있지 않나? 고교 입시 평준화 핑계로 서울의 5개 중학교를 없앴건 잘 했다보지만 황금알 낳는 거위배까지 가른건 모른다. 그래서 어떻게 됐나? 각 지역마다 소위 명문 출신들이 지금까지 카르텔 만들고 지역을 점령하고 있지 않나? 진짜 최고를 없애면서 동시에 어설픈 최고를 추구하는 일이 곳곳에서 벌어지는게 한국이다. 다른 측면의 명문인 삼성 잡으려고 몇년간 혈안이었지. 더이상 거위배를 가르면 안된다.

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사실과자유

2024.05.22 07:20:30

노벨상을 탔을 것이다..이런 추측 기사를 왜 쓰나. 아직도 정신 승리에 목 마른 내용... ㅠㅠ

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서현79

2024.05.22 09:22:38

이런 분이 초중고 교과서에 등장 안하는 것 자체가 이 나라의 이공계 천대 수준을 말해주는 것 같군요. 꼭 기억해서 우리 애들한테 말해줘야겠어요.

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참다 못해

2024.05.22 08:10:18

그동안 잘 보았습니다!

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lonecowboy

2024.05.22 09:39:38

강대원 박사 (Dawon Kahng)가 Bell Lab 동료 Mohamed M. Atalla 와 1960년 공동 발표한 기념비적 논문 "Silicon-Silicon Dioxide Field Induced Surface Devices" 는 인텔의 전설적 인물 Andrew Grove 의 1967년 저서 Physics and Technology of Semiconductor Devices 331쪽에 참고문헌으로 소개.. 기사에 소개된 강기동 박사는 애국심 하나로 조국의 과학기술발전을 위해 헌신적 노력을 했지만 그로 인해 가족들이 적지 않은 어려움을 겪었다는 인터뷰 기사도 생각나고..

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영웅호걸

2024.05.22 09:29:00

이런분들에게 감사드립니다. 좋은 머리로 죄파이념에 편향된 이재명 무리들은 보고 있는가?

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히프크

2024.05.22 09:47:44

우리나라 10만원권에 정치적 논란없고 반도체로 부국을 만든 세계적 반도체 연구자인 강대원 얼굴을 넣으면 공학도를 꿈꾸는 많은 이들에겐 자부심을 전세계인에겐 한국의 기술강국 이미지를 전세계에 심을것임

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거암

2024.05.22 09:40:45

두째아들 엄박사도 고교 1등졸업 서울대 물리학박사후 미국 JPL에서 일하는대 4년마다 4번째 표창장받았는대 뭔가 큰거 터뜨려야되는대~ 내가 돈들려 공부시켜서 미국을 위하여 일하니 안타갑고 박사후 연수가서 그곳 교수추천으로 연구소에 들어갔고 한국에서는 이런 연구하는 인재 수용하는 나라가 아니지 그리고 남 험담만들어 헐뜯는 나라지

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바우네

2024.05.22 09:31:35

'부산사범대학 초대 총장을 지낸 강정용'(?) 부산사범대학 '초대 총장'이 아니라 '초대 학장'을 지냈다. *강정용 학장 (1954.06.~ 1956.06.)

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