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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 축적의 시간, 축적의 수학

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은퇴에 따른 지식 소멸 대신에 세대 뛰어넘는 지식 축적 움직임 등장
시간 걸리더라도 지식 축적 독려해야

KAIST 는 최근 '초세대 협업 연구실 제도'를 국내 처음으로 시행한다고 발표하고 그 일환으로 2개의 연구실을 선정 발표했다. 앞으로 수년간에 걸쳐서 30 여개가 선정될 것으로 예측한다.

제안된 '초세대 협업연구실'에는 1명의 시니어 교수를 중심으로 2-3명의 주니어 교수들이 모여 협업 연구를 진행하며, 5년여 동안 연구 공간과 운영비를 학교로부터 지원받는다. 그리고, 필요 시에 그 기간을 계속 연장할 수 있다.

그동안 일반적으로 학교에서 교수들끼리의 협력은 매우 어려웠다. 이러한 새로운제도를 통해서 세대를 뛰어 넘는 교수간 협력을 도모하려 한다. 이렇게 되면 그동안 교수가 65세에 은퇴하면 함께 사라지던 연구 업적과 노하우 등 학문적 유산을 후배 교수들이 이어 받아 발전시킬 수 있다. 그 결과 세대를 뛰어넘어 상호 보완적, 연속적 협력을 통해 학문의 대를 잇게 할 수 있을 것으로 기대한다.

이렇게 되어서  2~3 세대에 걸쳐 우수한 연구가 한 분야로 지속된다면 언제인가 KAIST 에도 노벨상 수상자가 나올 수 있다. 특히 자연과학 분야의 노벨상은 단기간에 이루어 지는 것이 아니라 오래 기간 '축적의 과정'이 필요하다.

 

축적의 수학, 복소수 수열

축적의 효과를 수학적으로 표현하는 방법으로 '등비수열'이 있다. 일정 부분 곱으로 계속 늘어나는 비율을 갖고 계속 곱해지면 그 크기가 늘어 나는 현상이다. 일상 생활에서 가장 흔한 예가 복리 은행 이자가 된다. 가장 쉬운 예가 은행 예금의 원금이 계속 매년 일정 비율로 곱해서 추가로 늘어나게 되며 늘어난 예금은 '등비수열'로 늘어 나게 된다.

이러한 등비수열의 합 Sn은 대단한 축적의 효과를 표현한다. 이처럼 일정 증가 비율과 축적의 시간은 강력한 결과를 만든다. 이때 등비 r 이 '1' 에 가까워 지면 등비수열의 총 합 Sn 은 무한대 값이 된다. 무섭고 놀라운 등비수열의 합 Sn의 법칙이다.

등비수열의 합 Sn 계산식, 여기서 a 는 초기값, r 은 등비, 출처: 수학방


자연과학에서 등비수열의 합 Sn 수식이 사용되는 경우가 안경 코팅 층의 물질과두께 설계 분야이다. 빛은 다른 매질을 만나면 전자기적 특징인 “임피던스”가 바뀌게 되면 반사가 일어 난다. 이 임피던스 차이가 반사 계수 r 을 결정한다. 그런데 이 반사된 빛이 반대편 코팅 층에서 다시 반사가 일어난다. 이러한 과정에서 안경 코팅 필름 안에서 무한대의 반사가 일어난다. 이 반사파의 총합을 구하면 최종적으로 투과된 빛의 크기, 반사된 빛의 크기를 구할 수 있다.


그런데 이때 코팅 층의 두께에 따라 빛의 전파속도가 달라지게 되는데, 바로 이 효과를 반사 계수를 복소수 r= R+jX로 표현하는 방식으로 계산한다. 여기서 R 은 실수(Real) 을 표시하고 X 는 허수를 표시한다. 코팅 층을 통과하면서 위상차 X 가 생긴다. 그래서 두께와 그로부터 발생하는 합해진 복소수 X 의 합을 조절하면 전반사를 만들거나 특정한 파장의 빛이 통과하지 못하게 설계할 수 있다. 그래서 자외선 필터 기능을 가진 선 글라스도 설계도 가능하다. 여기서는 등비 수열의 합 이론과 복소수 등비를 이용하면 이러한 효과를 표현할 수 있다.


고주파 통신 회로에서도 이러한 축적의 이론이 사용된다. 회로의 구조를 바꾸면 고주파의 반사가 일어난다. 이때 선의 길이가 고주파 전자파의 위상 변화를 일으킨다. 그 결과 연속적으로 반사하는 전자파의 복소수 등비수열의 합의 결과는 특정 주파수는 통과하고 다른 모든 전자파는 반사를 일으킬 수 있다. 이러한 기능의 소자를 필터라고 한다. 4차 산업혁명에 필요한 5G 통신의 28GHz 전자파의 경우 기지국과 스마트폰에도 반드시 이러한 원리의 필터가 필요하다.

고주파 전자파의 복소수 축적의 효과를 표현한 스미스 차트, 출처: RF 디자인 하우스

 

고주파 측정기를 이용해 구한 RF 주파수 필터 특성, 출처:와이즈 시스템

 

공짜는 없다. 시간과 실패의 축적이 필요해

우리 사회에는 “빨리 빨리”를 외치는 문화가 있다. 그래서 외국인이 제일 먼저 배우는 말이 “빨리 빨리” 이다. 지금까지 우리는 패스트 팔로우어(Fast follower) 전략으로 성공적으로 발전해 왔다. 하지만 4차 산업혁명을 맞아 이제 그러한 접근 방법에는 한계가 다가왔다.

이제는 창조적 리더 (Creative leader) 전략이 필요하다. 창조적 리더에는 새로운 발상, 시도가 필요하고 수많은 실패를 거친다. 다양한 분야끼리의 융합과 세대를 뛰어 넘는 협업이 필요하다. 이 과정은 시행착오와 시간을 거친다. 시간에는 꽁짜가 없다. 이러한 문화를 구축하는 데는 축적의 과정이 필요하다. 복소수 수열의 합 Sn 수학으로부터 지혜를 배운다.

 

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

김정호 카이스트 교수

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[단독] CXMT 증권신고서 보니 [서울=뉴스핌] 정승원 김정인 기자 = 중국 최대 D램 업체 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 기업공개(IPO)를 계기로 생산능력 확대와 공정 고도화에 나선다. 고대역폭메모리(HBM)에서는 삼성전자와 SK하이닉스에 뒤처져 있지만, DDR5와 LPDDR5X 등 범용·모바일 D램부터 중국 내 수요를 장악해 글로벌 3강 체제를 흔들겠다는 전략이다. CXMT가 대규모 자금을 확보해 생산량과 수율을 끌어올릴 경우 삼성전자와 SK하이닉스가 주도해 온 D램 시장의 고객·가격·공급 질서에도 변화가 불가피할 것으로 보인다. 21일 뉴스핌이 입수한 CXMT의 상하이증시 상장 등록용 증권신고서에 따르면 회사는 글로벌 메모리 시장에서 경쟁력을 높이기 위한 최우선 과제로 생산능력 확대를 제시했다. 삼성전자와 SK하이닉스에 비해 생산 규모와 시장점유율이 낮아 규모의 경제를 충분히 실현하지 못하고 있다는 판단에서다. 특히 HBM에서는 기술 격차가 뚜렷한 만큼 단기간에 정면 승부를 벌이기보다 DDR5와 LPDDR5X 등 이미 시장이 형성된 제품부터 경쟁력을 높인다는 구상이다. [AI 인포그래픽= 정승원 기자] ◆ HBM 격차 인정...D램 생산능력 확대로 승부수 CXMT는 중국 1위이자 세계 4위 D램 업체다. 다만 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 글로벌 3사와 비교하면 생산능력과 시장점유율, 제품 포트폴리오에서 여전히 격차가 크다. 중국 내 D램 수요조차 자국 생산만으로 충분히 충당하지 못하는 상황이다. CXMT는 증권신고서에서 인공지능(AI) 시장 확대에 대응해 D램 사업을 강화하겠다는 계획을 밝혔다. 다만 HBM의 구체적인 양산 시점이나 공급 계획은 제시하지 않았다. 현재 CXMT가 삼성전자·SK하이닉스와 HBM 상용화 경쟁을 벌일 단계는 아니라는 점을 사실상 인정한 것으로 풀이된다. 업계에서는 CXMT의 HBM 기술이 선두 업체보다 2~4년 뒤처진 것으로 평가한다. 이에 CXMT는 AI 시장의 성장성을 인정하면서도 당장 HBM을 앞세우기보다 DDR5와 서버용 D램 등 기존 제품군의 생산과 기술 경쟁력을 끌어올리는 전략을 택했다. 가장 시급한 과제로는 생산능력 부족을 꼽았다. 현재 생산 규모로는 제조원가를 낮추고 수율을 안정화하는 데 한계가 있다는 것이다. 결국 삼성전자와 SK하이닉스가 확보한 규모의 경제에 접근하려면 생산량 자체를 대폭 늘려야 한다는 판단이다. CXMT는 이번 상장을 통해 46억달러(약 6조8100억원)를 조달하는 것을 목표로 하고 있다. 확보한 자금은 생산라인 확대와 공정 전환, 연구개발에 투입해 생산성과 원가 경쟁력을 동시에 높이는 데 활용할 예정이다. 우선 중국 시장 내 공급 비중을 높이는 데 집중한다. 중국은 세계 최대 D램 소비국이지만 자국 업체의 공급 비중은 낮다. CXMT는 중국 시장에서 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 제품을 대체한 뒤 이를 기반으로 글로벌 시장 진출을 확대한다는 구상이다. CXMT가 상하이증시에 상장하면서 제출한 증권신고서 원문. [서울=뉴스핌] = 2026.07.21 hkj77@hanmail.net ◆ DDR5 중심 D램 개발 및 고도화 CXMT는 생산능력 확대를 위한 주요 과제로 생산라인 증설과 공정 업그레이드, 웨이퍼 생산량 확대를 제시했다. 생산 규모를 키워 제조원가를 낮추고 수율을 높여 수익성을 개선한다는 전략이다. 글로벌 메모리 시장은 저용량·저속 제품에서 고용량·고속 제품 중심으로 빠르게 이동하고 있다. CXMT도 상장 자금을 활용해 DDR5와 LPDDR5X, 서버용 D램의 비중을 높이고 제품 포트폴리오를 고부가 제품 중심으로 재편할 계획이다. 조달 자금은 생산라인 업그레이드와 제조공정 개선, 차세대 D램 연구개발에 투입된다. 공정 미세화를 통해 웨이퍼당 생산량을 늘리고 원가와 전력소비를 낮추는 동시에 수율을 높이는 것이 목표다. 단순히 공장 규모만 늘리는 것이 아니라 생산성과 제품 성능을 함께 개선해 글로벌 업체와의 격차를 줄이겠다는 것이다. 핵심 제품은 DDR5와 LPDDR5X다. DDR5는 AI 서버와 데이터센터, 클라우드, 고성능컴퓨팅 등에 사용되는 제품으로 DDR4보다 제조 난도가 높고 미세공정과 수율 관리가 중요하다. DDR5 경쟁력은 곧 공정기술과 생산효율을 가늠하는 지표인 셈이다. CXMT는 DDR5 생산능력을 확대해 단위당 원가를 낮추고 서버·PC용 D램 시장에서 점유율을 확보할 계획이다. LPDDR5X는 AI 스마트폰과 노트북, 태블릿PC, AI PC 등 모바일·저전력 시장을 겨냥한다. DDR5로 서버와 PC 시장을, LPDDR5X로 모바일 시장을 동시에 공략하는 구조다. 스마트폰 화면에 표시된 CXMT 로고. [사진=블룸버그통신] ◆ 중국서 CXMT 제품 공급 확대...삼성·SK하이닉스 영향 불가피 CXMT는 중국 기업들이 사용하는 삼성전자·SK하이닉스·마이크론의 D램을 자국산 제품으로 대체하는 '수입 대체'를 주요 성장 전략으로 제시했다. 중국 스마트폰·PC·서버 업체가 수입해 사용하는 메모리를 CXMT 제품으로 바꿔 중국 시장 내 공급률을 높이겠다는 것이다. D램 생산에 그치지 않고 장비와 소재, 부품, 설계, 패키징 등 중국 메모리 생태계 전반의 국산화도 추진한다. 이번 상장은 단순한 운영자금 확보가 아니라 CXMT를 중심으로 중국 내 D램 공급망을 구축하기 위한 기반 마련이라는 의미가 크다. CXMT의 중국 내 공급 확대가 본격화하면 삼성전자와 SK하이닉스도 영향을 피하기 어렵다. CXMT의 D램 평균판매가격은 삼성전자·SK하이닉스·마이크론보다 약 30% 낮은 것으로 평가된다. 생산 확대와 공정 고도화로 품질과 수율까지 개선할 경우 가격 경쟁력은 더 커질 수 있다. CXMT가 낮은 가격과 중국 내수 기반을 앞세워 물량을 늘리면 삼성전자와 SK하이닉스는 중국 고객을 지키기 위해 가격을 낮추거나 범용 D램 생산을 고부가 제품으로 더 빠르게 전환해야 하는 압박을 받을 수 있다. 특히 CXMT가 당장 HBM보다 DDR5와 LPDDR5X 등 범용·모바일 D램을 공략한다는 점에서 삼성전자가 상대적으로 직접적인 영향을 받을 가능성이 크다. SK하이닉스도 HBM에서는 기술 우위를 유지하고 있지만, 범용 D램 공급 증가로 전체 시장 가격이 낮아질 경우 수익성 압박을 받을 수 있다. CXMT의 위협은 단기간에 삼성전자와 SK하이닉스를 기술로 추월하는 데 있지 않다. 중국 내수시장과 대규모 생산능력을 바탕으로 범용 D램 공급을 빠르게 늘려 두 회사의 고객 기반과 가격 결정력을 약화할 수 있다는 점이 더 현실적인 위험으로 꼽힌다. origin@newspim.com 2026-07-21 08:01
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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