양자 컴퓨팅에 대한 관심이 뜨겁다. 기술적 관점 상용화 관점에서 논쟁이 여전하다. 주식시장은 늘 새로운 Something을 원한다. 양자 컴퓨팅이 Next AI가 되기에는 시기상조라

고 판단한다. 다만, 2025년 연내에 단기 테마로 이슈화하는 빈도는 높아질 것으로 예상한다.

양자 컴퓨팅은 1) 수요의 문제, 2) 비용의 문제가 한계로 존재한다. 초저온 냉각시스템이 유지되어야 하는데 장비 하나당 가격이 수십억원이고 유지 비용도 비싸다. 헬륨과 전력, 특수 자원을 지속적으로 필요로 하며, 제조 공정이 복잡하다. 큐비트 생성에 필요한 초전도 소재, 나노공정, 광학 시스템이 모두 고가다. 또한, 규모의 경제 부족으로 양산이 어렵다.

1. 양자 컴퓨팅이란? 기존 컴퓨팅과의 차이

기존 컴퓨터는 정보 처리 단위인 비트(Bit)가 0 또는 1 중 하나의 값만 가질 수 있다. 반면, 양자 컴퓨터는 정보 처리 단위인 큐비트(Qbit)가 0과 1을 동시에 값으로 가지는 중첩(Superposition) 상태로 존재할 수 있다. 즉, 비트는 0 또는 1 직선상의 두 점으로 표시되지만, 큐비트는 구면상의 모든 곳에 위치할 수 있다.

양자 얽힘은 두 입자가 먼 거리에 있어도 계속 연결되어 한 입자에 행해지는 작용이 다른 입자에게도 즉각적으로 영향을 미치는 물리적 현상을 의미한다. 두 양자가 얽혀 있다

면 하나의 양자 상태가 변화하면서 다른 양자 상태도 즉시 그에 반응하여 관련성을 보인다. 두 양자 사이의 정보 전달 없이 일어나는 현상이기 때문에 정보가 빛의 속도를 초과

하여 전달되었다고 해석하면 안 된다.

기존 컴퓨터는 n개의 비트를 처리할 때 2의 n승번 연산해야 하지만 양자 컴퓨터는 큐비트의 병렬 연산 덕분에 단번에 계산이 가능하다.

2. 양자 컴퓨터를 구현하는 방법은 크게 4가지로 요약된다.

먼저 초전도(Superconducting Qubits) 기반 방식이다. 큐비트를 극저온 환경에서 전기가 저항 없이 흐르도록 만들어 구현한다. 대표 기업으로는 IBM, 구글이 있다. 구글의

시카모어(Sycamore)가 해당 방식으로 구현되어 2019년 양자 우월성을 입증했다. 

두번째, 이온 트랩(Ion Traps) 기반 방법이다. 전기장으로 이온(양성자)를 가둔 뒤, 레이저를 쏘아 큐비트를 조작한다. 대표 기업으로 IonQ가 있다. 예를 들어 주사위 여러 개

를 공중에 띄우고 원하는 주사위를 정확히 조작하는 방식이다. 

세번째, 광학 기반(Photonic Quantum Computing) 방법은 빛의 입자를 활용해 큐비트를 구현한다. 대표 기업으로는 PsiQuantum이 있다. 예를 들어 여러 거울과 프리즘을

통해 빛의 경로를 조작하며 계산을 수행한다.

네번째, 양자점(Quantum Dots) 기반 방법은 나노 입자를 사용해 큐비트를 구성한다. 아직 연구 초기 단계이다.

- 유리 기판은 플라스틱 기판 (FCBGA 등)의 유기 소재 (에폭시/유리/구리 등) 대신 유리를 채용한 기판이다. 

- 유기 소재보다 더 딱딱해서 세밀한 회로 형성이 가능하고, 열과 휘어짐에 강해서 대면적화에 유리함과 동시에 더 얇게 채용하는 것이 가능하다. 

- 또한 전기신호 손실과 신호 속도 측면에서도 강점이 있으며, 전력 소비도 우수해 ‘꿈의 기판’이라 불리는 제품이다. 

- 특히 중간기판 없이 MLCC 등 수동 소자를 유리에 내장시켜 제한된 표면 (공간)에 더 많은 트랜지스터를 집적시키는 것이 가능하기 때문에 유리 기판을 채용할 경우 실질적으로 반도체 미세공정을 두 세대 이상 앞당기는 효과가 있는 것으로 파악된다. 

- 하지만 치명적인 단점도 존재하는데, 유리 특성상 외부의 강한 충격이나 누적 압력에 취약해 제조 시 수율을 높이기 어려워 판가가 비쌀 수밖에 없고, 내구성에 약점을 보인다는 점이다.

- 기판은 위층과 아래층에 전기가 통해야 하기 때문에 표면을 드릴로 뚫고, 구리로 땜을 해 위층의 회로선과 아래층의 회로선이 만날 수 있게 만들어야 된다. 하지만 과거에는 드릴 기술이 고도화 되지 않았기 때문에 유리 기판을 만드는 과정에서 구멍을 뚫을 때 유리 코어층이 깨지는 문제를 해결하지 못했었다. 

- 최근 들어서야 드릴 기술과 제조 기술이 발전해 상용화 레벨에 가까워지고 있으나, 그럼에도 유리의 취약한 특성으로 인해 수율은 굉장히 낮을 수밖에 없으며, 이러한 이슈를 해결하기 위한 다양한 방안들이 시도되고 있다.

- 유리 기판의 상용화가 전망됨에 따라 ① 유리 기판 양산을 계획중인 삼성전기와 ② 앱솔릭스 (SKC의 자회사), ③ 레이저 드릴링 장비 업체인 필옵틱스, ④ 유리 기판 검사장비 공급이 예상되는 기가비스와 ⑤ HB테크놀로지 등의 수혜가 기대된다

관심 업체로서 파인엠텍의 내장 힌지는 폴더블 디스플레이 패널의 지지대 역할을 하며, 국내 디스플레이 고객사를 통해 중국 스마트폰 업체에도 공급 중이다. 내장 힌지 매출 중 중화권 비중은 24년 30% 수준을 예상한다.

폴더블용 특수 보호필름을 납품하는 세경하이테크도 주목한다. 국내 디스플레이 업체와 폴더블 디스플레이 초기 개발 단계부터 협력하면서 시장 내 입지를 공고히 하고 있다. 24년 중화권 공급 물량은 300만대를 넘어설 전망이다.