우주 반도체 혁명: DARPA ASSERT 프로그램이 바꾸는 국방 R&D의 미래

우주와 전장이라는 극한 환경에서 작동하는 전자기기에게 가장 큰 적은 무엇일까요? 바로 방사선(Radiation)입니다. 오늘은 이 문제를 획기적으로 해결하여 국방 및 우주 반도체 개발의 패러다임을 바꾸고 있는 DARPA의 ASSERT 프로그램을 소개합니다.

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1. ASSERT란 무엇인가?

ASSERT는 Advanced Sources for Single-event Effects Radiation Testing의 약자로, 마이크로칩이 방사선에 의해 오작동하는 '단일 사건 효과(SEE)'를 테스트하기 위한 첨단 광원을 개발하는 프로젝트입니다.

과거에는 반도체의 내방사선 성능(Rad-Hard)을 검증하기 위해 거대한 입자 가속기 시설을 찾아가야 했습니다. 하지만 DARPA는 "연구실 책상 위에 놓을 수 있는 크기의 정밀 방사선 테스트 환경을 만들자"는 야심찬 목표를 세웠습니다.

 

핵심 목표 (10x Innovation)

• 기간 단축: 기존 수년이 소요되던 테스트 및 인증 과정을 10배 단축.
• 대상 혁신: 차세대 전력망과 통신망의 핵심인 3D 이종 집적(3DHI) 소자 대응.

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2. 왜 지금 ASSERT인가? (The Bottleneck)

현재 위성이나 전략 무기에 들어가는 고성능 반도체를 테스트하려면 미국 내에서도 손에 꼽는 대형 가속기 시설을 예약해야 합니다. 예약 대기만 1~2년이 걸리기도 하죠.

이러한 병목 현상은 신속한 무기 체계 전력화를 방해하는 치명적인 요소입니다. ASSERT는 레이저 기반의 소형 가속 기술을 통해 이 과정을 '실시간'에 가깝게 만들고자 합니다.

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3. 주요 기술적 지표

ASSERT 프로그램이 달성하려는 기술적 스펙은 가히 압도적입니다.

항목	목표 수치	의미
투과 깊이	$5mm$ 이상 (실리콘 기준)	두꺼운 3D 적층 칩 내부까지 테스트 가능
공간 해상도	$0.2\mu m$ 미만	칩 내부의 특정 트랜지스터만 골라 타격 가능
에너지 전달(LET)	$0.1 \sim 100 MeV \cdot cm^2/mg$	우주 환경의 광범위한 방사선 스펙트럼 재현

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4. 모델 중심 공학(MBSE)과의 연결고리

ASSERT는 단순히 '장비'를 만드는 사업이 아닙니다. 이는 사용자께서 강조하시는 **모델 중심 공학(Model-Centric Engineering)**의 실현을 돕는 핵심 인프라입니다.

1. 디지털 트윈의 완성: ASSERT를 통해 얻은 정밀한 방사선 반응 데이터는 반도체의 디지털 모델을 고도화합니다.
2. 가상 테스트베드: 실제 칩을 굽기 전, 정확한 물리 모델을 기반으로 시뮬레이션 환경에서 방사선 내성을 검증할 수 있습니다.
3. 반복적 설계(Iterative Design): 테스트 결과가 즉각 설계 모델에 피드백되어, 결함을 수정하고 성능을 최적화하는 주기가 획기적으로 짧아집니다.

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5. 2026년 현재: Northrop Grumman의 성과

최근 2026년 1월 보고에 따르면, Northrop Grumman은 ASSERT 프로그램을 통해 구축된 보안 테스트 환경을 성공적으로 시연했습니다. 이제 연구원들은 거대 가속기로 칩을 보내지 않고도, 자체 시설 내에서 3DHI 소자의 신뢰성을 검증하기 시작했습니다. 이는 향후 MUM-T(유무인 복합체계) 및 저궤도 위성군의 두뇌가 될 프로세서들을 더 빠르게 생산할 수 있음을 의미합니다.

"ASSERT는 단순히 테스트 장비가 아니라, 우주 패권 경쟁에서 승리하기 위한 '시간'을 벌어주는 전략적 자산입니다."

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마치며

DARPA의 ASSERT 프로그램은 하드웨어와 소프트웨어 모델이 유기적으로 결합될 때 국방 R&D가 얼마나 가속화될 수 있는지를 보여주는 완벽한 사례입니다.