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평양집적회로시험공장

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목차

1. 개요

평양집적회로시험공장은 조선민주주의인민공화국 반도체 연구 개발의 핵심 시설로, 다양한 반도체 소자 및 집적회로 개발을 담당한다. 1980년대 DRAM 개발을 시도했으나 초기에는 어려움을 겪었고, 이후 기술 개발을 통해 16MB DRAM을 개발하여 대한민국보다 앞선 성과를 거두기도 했다. 김정일과 김정은 시대에 반도체 장비 투자가 이루어졌으며, 20nm급 저전력 LP형 HKMG 개발 및 SoC 개발에 성공했다는 보도가 있었다. 북한은 불법적인 방법으로 반도체 장비와 기술을 도입하고 있다는 의혹을 받고 있으며, 기술 과장 및 허위 선전 의혹도 제기된다.

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평양집적회로시험공장
기본 정보
정식 명칭평양집적회로시험공장
영문 명칭Pyongyang Integrated Circuit Test Factory
국가조선민주주의인민공화국
위치평양직할시
개요
설명평양시의 집적 회로 시험 공장임.
설립 시기정보 없음
주요 생산품집적 회로
상세 정보
소유조선민주주의인민공화국
모기업정보 없음
규모정보 없음
종업원 수정보 없음
기타
관련 정보공장 내에 자체 생산한 것으로 보이는 개인용 컴퓨터(PC)들이 설치되어 있다고 함.
이 공장에서 생산되는 집적 회로의 품질은 낮은 수준으로 추정됨.

2. 역사

조선민주주의인민공화국은 1980년대부터 집적회로 기술 개발에 착수하여, 초기에는 많은 어려움을 겪었으나, 1987년 16MB DRAM, 1991년 64MB DRAM을 개발하는 등 괄목할 만한 성과를 거두었다. 이후 한동안 기술 개발이 정체되었으나, 2000년대 중반 이후 과학기술 발전을 강조하며 다시 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

특히, 대규모 집적회로를 개발할 수 있는 폴리이미드 2층 배선 절연막 기술과 음극 비산 식각법에 의한 알루미늄 배선 형성 기술을 개발하는 데 성공하였다.[8][9]

이후 1차 과학기술발전 5개년 계획, 2차 과학기술발전 5개년 계획, 3차 과학기술발전 5개년 계획등을 통하여 지속적인 기술개발을 추진하고 있다.

2. 1. 초기 개발 노력 (1980년대 ~ 1990년대 초)

조선민주주의인민공화국은 1980년대부터 집적회로(IC) 기술 개발에 착수했다. 초기에는 360평 면적에 700명의 인력을 투입했으나, 계속된 실패로 많은 인력이 희생되었다.[1]

이후 인도 기업의 기술 지원을 받아 고난의 행군 이전 시기인 1987년, 평양집적회로시험공장에서 16MB DRAM 개발에 성공했다. 이는 1990년에 DRAM을 개발한 대한민국보다 3년 앞선 성과였다.[1]

1991년에는 64MB DRAM을 개발하여 대한민국보다 3개월 늦은 수준의 기술력을 확보했다. 그러나 1989년 60만 개 표준셀 개발 이후 한동안 기술 개발이 정체되었다.[1] 조선민주주의인민공화국은 과학기술발전 3개년 계획을 통해 초대규모 CMOS 회로를 개발하기도 했다.[4][5][6]

2. 2. 기술 개발 재개와 성과 (2000년대 중반 ~ 현재)

조선민주주의인민공화국은 2000년대 중반 이후 과학기술 발전을 강조하며 반도체 기술 개발을 다시 추진하기 시작했다.[4][5][6] 과학기술발전 3개년 계획 및 1차, 2차, 3차 과학기술발전 5개년 계획을 통해 평양집적회로시험공장, 111호마스크제작소 등에서 다양한 연구 개발 성과를 발표했다.[7]

발표된 주요 성과는 다음과 같다.

연도주요 성과
1999년주사전자현미경 개발, 알루미늄 적층 CMOS 개발[7]
2003년3층 구조 미세 패턴 리소그래피 기술 확보[10]
2004년EEPROM 낸드 플래시 메모리 제작 기술 확보, 16비트 마이크로컨트롤러 GC-8100A 제작[12][13]
2005년16비트 마이크로프로세서 GC-9211A 제작, 0.5um 초점심도의 위상 반전 마스크 개발[14][15]
2006년과산화 수소에 의한 알루미늄 배선 기술 확보[16]
2007년45nm ASIC 설계 및 제작 기술 확보 (조선중앙통신 보도)[17]
2008년20nm급 표준셀 패터닝 기술 확보
2014년0.3um 피사계 심도의 위상 반전 마스크 개발, 20nm급 ASIC 설계 및 제작 기술 확보 (조선중앙통신 보도)[18][19]
2017년LP형 HKMG 기술 확보, SoC 제작 기술 확보[20][21]
2017년 - 2019년10nm, 7nm FinFET 제작 기술 확보 (내나라 보도)[22][23]



그러나 이러한 성과 발표는 과장되었거나 검증되지 않은 경우가 많아 신뢰성에 의문이 제기되고 있다.

3. 주요 시설 및 기관

평양집적회로시험공장은 조선민주주의인민공화국의 반도체 연구 개발 핵심 시설이다. 주요 시설은 다음과 같다.


  • 평양 집적회로 시험 공장: 1980년대부터 DRAM 개발을 주도했다. 고난의 행군 이전인 1987년에 16MB DRAM, 1991년에는 64MB DRAM을 개발하여 대한민국보다 앞서거나 대등한 기술력을 보였다.[1] 이후 과학기술발전 계획에 따라 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.
  • 111호 마스크 제작소: 2017년 LP형 HKMG 기술 및 중앙처리장치를 핵심으로 하는 SoC 제작 기술을 확보하였다.[20][21]
  • 리철호가 사업하는 기계 공장 (89호 집적회로 공장): 군수용 반도체 생산 시설로 추정되며, 조선중앙TV를 통해 일부 시설이 공개되었다.[24] 김정일과 김정은이 반도체 장비를 들여온 곳 중 하나로 알려져 있다.

3. 1. 평양 집적회로 시험 공장

평양 집적회로 시험 공장은 조선민주주의인민공화국의 반도체 연구 개발 핵심 시설이다. 1980년대 DRAM 개발을 주도했다. 360평 면적에 700명의 인력이 투입되었으나 초기에는 실패가 이어졌다. 하지만 인도 기업의 기술 지원을 받아 고난의 행군 이전인 1987년에 16MB DRAM을 개발하여, 1990년에 개발한 대한민국보다 3년 앞서는 성과를 거두었다.

1991년에는 64MB DRAM을 개발하여 대한민국보다 3개월 늦은 수준으로 개발하는 쾌거를 이루었지만, 이후 개발은 1989년 개발한 60만 개의 표준셀 개발 이후 정체되었다.[1]

과학기술발전 3개년 계획에서 1987년 16MB DRAM과 1991년 64MB DRAM을 개발하고, 1989년에는 60만 개의 표준셀 및 초대규모 CMOS 회로 개발에 성공했다.[4][5][6]

1차 과학기술발전 5개년 계획 기간인 1999년에는 김일성 종합 대학에서 주사전자현미경을 개발하고, 알루미늄 적층 CMOS를 개발하여 마이크로컨트롤러 및 동적 램 개발 여건을 마련했다.[7] 또한, 대규모 집적회로 개발을 위한 폴리이미드 2층 배선 절연막 기술과 음극 비산 식각법에 의한 알루미늄 배선 형성 기술을 개발했다.[8][9]

2차 과학기술발전 5개년 계획 기간인 2003년에는 3층 구조 미세 패턴 리소그래피 기술을 확보하고, 2004년에는 4700S 전자빔 리소그래피 장비를 도입하여 28nm 파운드리 생산 기술을 갖추었다.[10][11] EEPROM 낸드 플래시 메모리 제작 기술을 확보하고, 2003년 8월 13일에는 16비트 마이크로컨트롤러 GC-8100A 제작 기술을 확보하여 파운드리 실증에 성공했다.[12][13]

2005년에는 16비트 마이크로프로세서 GC-9211A 제작 기술을 확보하고, 김장순 박사가 0.5um 초점심도의 위상 반전 마스크 개발에 성공했다.[14][15] 2006년에는 집적회로 연구소에서 과산화 수소를 이용한 알루미늄 배선 기술을 확보했다.[16] 2007년 1월 6일 조선중앙통신은 조선민주주의인민공화국이 45nm ASIC 설계 및 제작 기술을 확보했다고 보도했다.[17]

3차 과학기술발전 5개년 계획 기간인 2008년에는 김천남 박사가 개발한 20nm급 표준셀 패터닝 기술을 확보하여 파운드리 실증에 성공했다. 2014년에는 0.3um 피사계 심도의 위상 반전 마스크 개발에 성공하여 20nm급 ASIC 설계 및 제작 기술을 확보했음을 조선중앙통신이 보도했다.[18][19]

2017년에는 111호 마스크 제작소가 LP형 HKMG 기술 확보에 성공하여 김정은 명의의 축하문을 받았다. 같은 해 중앙처리장치를 핵심으로 하는 SoC 제작 기술을 확보했다.[20][21]

2017년에는 10nm FinFET 제작 기술, 2019년에는 7nm FinFET 제작 기술을 확보했다고 내나라가 보도했다.[22][23] 2004년에는 MEBES-4700S 전자빔 리소그래피 장비를 평양 집적회로 시험 공장 및 111호 마스크 제작소에서 수입한 사실이 드러났다.[27]

하태경 의원실에 따르면, 일본은 반도체 장비인 불화수소 및 전략 물자 등 30건 이상을 조선민주주의인민공화국에 수출했다. 리철호가 사업하는 기계 공장에도 반도체 생산 설비가 있는 것으로 조선중앙TV에서 보도되었다.[28] 조선민주주의인민공화국은 반도체 생산 장비, 레지스트, 불화수소 등을 비싼 가격에 수입할 가능성이 있다.[29]

조선중앙TV와 제프리 루이스 박사의 증언에 따르면, 리철호가 사업하는 기계 공장은 의심스러운 점이 많다. 조선민주주의인민공화국은 니콘의 집적회로 생산 설비, 독일의 불화수소 에칭 장비, 일본의 ALD 증착장비, 프랑스의 PECVD 증착장비와 세정 장비, 중국의 Deburring 패키징 장비 등 5개 이상의 장비를 보유하고 있다고 추정된다.

2019년에는 SoC를 개발하고, 2020년 Glocom에서 ARM 마이크로프로세서와 SPARC 마이크로프로세서를 설계하여 위에 있는 공장에 파운드리를 맡겨 미사일 공장이나 기계 공장에 시장가격보다 약간 낮은 가격에 납품하고 있다.[30]

3. 2. 111호 마스크 제작소

2017년 111호 마스크 제작소는 LP형 HKMG 기술을 확보하는 데 성공하였고, 김정은은 이를 축하하는 축하문을 보냈다. 같은 해, 111호 마스크 제작소는 중앙처리장치를 핵심으로 하는 SoC 제작 기술을 확보하였다.[20][21]

3. 3. 리철호가 사업하는 기계 공장 (89호 집적회로 공장)

里鐵浩|리철호중국어가 사업하는 기계 공장(89호 집적회로 공장)은 군수용 반도체 생산 시설로 추정되며, 외부 전문가들에 의해 반도체 생산 설비 보유 가능성이 제기되고 있다. 조선중앙TV를 통해 일부 시설이 공개되기도 하였다.[24]

김정일과 김정은은 반도체 장비를 자신의 예금으로 들여오고 있으며, 특히 리철호가 사업하는 기계 공장과 89호 집적회로 공장, 그리고 평양 집적회로 시험 공장에도 들여왔을 것으로 알려져 있다.

제프리 루이스 박사는 리철호가 사업하는 기계 공장을 특정하여 반도체 생산을 중점적으로 하고 있다고 밝혔으며, 실제로 조선중앙TV를 통해 입증되었다.

제프리 루이스 박사와 오경섭 연구원은 리철호가 사업하는 기계 공장과 89호 집적회로 공장에 최신 반도체 설비가 있을 것으로 보고있다.[24]

4. 기술 수준 및 평가

조선민주주의인민공화국은 1980년대부터 집적회로 제작 기술 개발에 나섰다. 360평 면적에 700명의 인력을 투입하여 집적회로 제작을 시도했으나 초기에는 실패를 거듭했다. 하지만 고난의 행군 이전 인도 기업의 기술 지원을 받아 1987년 16MB DRAM을 개발, 1990년에 개발한 대한민국보다 3년 앞서는 성과를 거두었다.

1991년에는 64MB DRAM 개발에 성공하여 대한민국보다 3개월 늦은 수준으로 기술 격차를 좁혔지만, 1989년 개발한 60만 개의 표준셀 이후 개발이 정체되었다.[1] 현재 조선민주주의인민공화국은 과학기술발전 3개년 계획을 통해 1987년 16MB DRAM, 1991년 64MB DRAM, 1989년 60만 개 표준셀, 초대규모 CMOS 회로 등을 개발했다고 주장한다.[4][5][6]

조선민주주의인민공화국은 전자 공업, 특히 반도체 개발에 적극적으로 투자하고 있으며, 일본 니콘의 리소그래피 장비와 독일 Singulus의 에칭 장비를 도입하여 기술 개발을 진행하고 있다.

4. 1. 제한적 기술 수준

북한은 여러 차례 반도체 기술 개발 성과를 발표했지만, 실제 기술 수준은 국제적인 기준에 크게 미치지 못하는 것으로 평가된다.

2008년 김천남 박사가 20nm급 표준셀 패터닝 기술을 확보하고, 2014년에는 0.3um 피사계 심도의 위상 반전 마스크 개발에 성공하여 20nm급 ASIC 설계 및 제작 기술을 확보했다고 조선중앙통신이 보도했다.[18][19] 그러나 이는 실제 양산 기술 확보 여부와는 거리가 있을 수 있다.

2019년 내나라는 북한이 7nm FinFET 제작 기술을 확보했다고 보도했지만,[22][23] 이는 사실이 아닐 가능성이 높다. 북한이 20nm급 이하의 공정 기술을 확보하지 못했을 가능성이 크기 때문이다.

4. 2. 군수용 중심 개발

북한은 핵 및 미사일 개발 등 군사적 목적에 반도체 산업을 우선적으로 활용하고 있는 것으로 보인다. 초기에는 평양집적회로시험공장에서 1987년 16MB DRAM, 1991년 64MB DRAM을 개발하고, 1989년 60만 개의 표준셀을 개발하는 등 성과를 보였다.[1][4][5][6]

1차 과학기술발전 5개년 계획 기간인 1999년에는 김일성종합대학에서 주사전자현미경을 개발하고, 알루미늄 적층 CMOS 기술을 개발하여 마이크로컨트롤러 및 동적 램 개발의 기반을 마련했다.[7] 또한 대규모 집적회로 개발을 위한 폴리이미드 2층 배선 절연막 기술과 음극 비산 식각법에 의한 알루미늄 배선 형성 기술도 개발했다.[8][9]

2차 과학기술발전 5개년 계획 기간인 2003년에는 평양집적회로시험공장에서 3층 구조 미세 패턴 리소그래피 기술을 확보하고, 2004년에는 4700S 전자빔 리소그래피 장비를 도입하여 28nm 파운드리 생산 기술을 갖추었다.[10][11] 이와 함께 EEPROM 낸드 플래시 메모리 제작 기술과 16비트 마이크로컨트롤러 GC-8100A 제작 기술도 확보했다.[12][13]

2005년에는 16비트 마이크로프로세서 GC-9211A 제작 기술을 확보하고, 0.5um 초점심도의 위상 반전 마스크 개발에 성공했다.[14][15] 2006년에는 과산화 수소를 이용한 알루미늄 배선 기술을 확보했으며,[16] 2007년에는 45nm ASIC 설계 및 제작 기술을 확보했다고 조선중앙통신이 보도했다.[17]

3차 과학기술발전 5개년 계획 기간인 2008년에는 20nm급 표준셀 패터닝 기술을 확보했고, 2014년에는 0.3um 피사계 심도의 위상 반전 마스크 개발에 성공하여 20nm급 ASIC 설계 및 제작 기술을 확보했다고 조선중앙통신이 보도했다.[18][19]

2017년에는 LP형 HKMG 기술과 중앙처리장치를 핵심으로 하는 SoC 제작 기술을 확보했으며,[20][21] 2019년에는 7nm FinFET 제작 기술을 확보했다고 내나라가 보도했다.[22][23]

이처럼 북한은 전자공업, 특히 반도체 개발에 적극적으로 투자하고 있으며, 이는 군수용 장비 개발에 집중적으로 활용되고 있는 것으로 보인다. 김정일과 김정은은 반도체 장비를 리철호가 사업하는 기계 공장, 89호 집적회로 공장, 평양 집적회로 시험 공장 등에 도입한 것으로 알려졌다. 제프리 루이스 박사는 리철호가 사업하는 기계 공장이 반도체 생산을 중점적으로 하고 있다고 밝혔으며, 오경섭 연구원은 89호 집적회로 공장에도 최신 반도체 설비가 있을 것으로 추정했다.[24]

4. 3. 독립채산제와 파운드리 사업

2000년 김정일은 독립채산제를 통해 방위산업을 포함한 모든 산업에서 자체 수익 사업을 장려했다. 기업들은 30% 계획 초과 생산분에 대해 시장 가격으로 판매할 수 있도록 세부 계획 지표 조정을 지시받았으며, 이는 7.1 경제 개혁 조치를 통해 발표되어 2004년 중앙공업에도 공식 적용되었다.[25]

평양 집적회로 공장, 평양 집적회로 시험 공장, 리철호가 사업하는 기계 공장, 89호 집적회로 공장 등은 팹리스 사업체인 111호 마스크 제작소나 Glocom 등을 통해 수주를 받아 파운드리 형태로 반도체 생산에 참여했다. 이들은 65nm, 45nm, 20nm 공정 기술을 확보한 것으로 알려져 있다.[25]

이 과정에서 무역 회사를 통해 TSMC나 삼성전자 수주 실패 시 차선책으로 제안을 받아 자체 수익 사업을 벌였다.[25] 독립채산제로 인해 기업 간 경쟁이 치열해져 할인 가격 경쟁이 벌어지기도 했다.[25][26]

5. 논란과 의혹

북한이 국제사회의 제재를 우회하여 불법적으로 반도체 장비와 기술을 도입하고 있다는 의혹이 제기되고 있다. 특히 일본의 니콘 리소그래피 장비나 독일의 Singulus 에칭 장비 등을 들여와 반도체 개발에 활용하고 있다는 의혹이 있다.[27]

2004년에는 MEBES-4700S 전자빔 리소그래피 장비를 평양 집적회로 시험 공장 및 111호 마스크 제작소에서 수입한 사실이 드러나면서, 평양 집적회로 공장에도 해당 장비가 수입되었을 가능성이 제기되기도 했다.[27]

하태경 의원(국민의힘)은 일본이 불화수소 등 전략 물자를 북한에 30건 이상 수출했다는 의혹을 제기한 바 있다. 조선중앙TV는 리철호가 사업하는 기계 공장에 반도체 생산 설비가 있다고 보도했다.[28]

이러한 정황들을 통해, 북한이 반도체 생산 장비, 레지스트, 불화수소 등 여러 설비를 비싼 가격에 수입하고 있을 가능성이 높다는 추측이 나온다.[29]

조선중앙TV와 제프리 루이스 박사의 증언에 따르면, 리철호가 사업하는 기계 공장에는 니콘의 집적회로 생산 설비, 독일의 불화수소 에칭 장비, 일본의 ALD 증착 장비, 프랑스의 PECVD 증착 장비, 세정 장비, 중국의 Deburring 패키징 장비 등 5개 이상의 장비가 있다고 한다.

5. 1. 불법 장비 및 기술 도입 의혹

북한은 국제사회의 제재를 우회하여 불법적으로 반도체 장비와 기술을 도입하고 있다는 의혹을 받고 있다. 특히 일본의 니콘 리소그래피 장비와 독일의 Singulus 에칭 장비 등을 들여와 반도체 개발에 활용하고 있는 것으로 알려져 있다.[27]

2004년에는 MEBES-4700S 전자빔 리소그래피 장비를 평양 집적회로 시험 공장 및 111호 마스크 제작소에서 수입한 사실이 드러나, 평양 집적회로 공장에도 해당 장비가 수입되었을 가능성이 제기되었다.[27]

하태경 의원(국민의힘)은 일본이 불화수소 등 전략 물자를 북한에 30건 이상 수출했다는 의혹을 제기했다. 조선중앙TV는 리철호가 사업하는 기계 공장에 반도체 생산 설비가 있다고 보도했다.[28]

이러한 정황들을 볼 때, 북한이 반도체 생산 장비, 레지스트, 불화수소 등 여러 설비를 비싼 가격에 수입하고 있을 가능성이 높다.[29]

조선중앙TV와 제프리 루이스 박사의 증언에 따르면, 리철호가 사업하는 기계 공장에는 니콘의 집적회로 생산 설비, 독일의 불화수소 에칭 장비, 일본의 ALD 증착 장비, 프랑스의 PECVD 증착 장비, 세정 장비, 중국의 Deburring 패키징 장비 등 5개 이상의 장비가 있다고 한다.

참조

[1] 웹인용 北韓, 2000년 科.技발전목표 계획 수립시행 https://news.naver.c[...] 2019-12-03
[2] 저널 북한 국가과학원에 관한 연구 : 전자 - 자동화 과학 분원을 중심으로 2009-12
[3] 저널 김정은 시대 북한 경제개혁 연구 2018-08-13
[4] 서적 16MB 디램 제작 기술 1991-07-17
[5] 서적 SM-52/12형 컴퓨터의 64MB 디램 제작 기술 1991-07-17
[6] 간행물 3중 확산법으로 초대규모 CMOS 회로 제작 기술 과학원 집적회로 연구소 1990-12-16
[7] 간행물 Al - B 확산 기술에 의한 출력 CMOS 제작 김책 공업 종합 대학 1999-11-13
[8] 간행물 폴리이미드에 의한 2층 배선 층간 절연막 형성 기술 과학원 집적회로 시험 공장 1999-11-16
[9] 간행물 음극 비산 식각법에 의한 Al 2층 배선 제작 기술 집적회로 시험 공장 1999-11-13
[10] 간행물 3층 가림막 구조에 의한 미세 패턴 리소그래피 기술 집적회로 시험 공장 2003-12-02
[11] 간행물 MEBES-4700S 위상 반전 마스크 제작하기 위한 노광 기술 국가과학원 111호 마스크 제작소 2004-08-05
[12] 간행물 EEPROM 낸드 플래시 메모리 제작 기술 국가 과학원 111호 마스크 제작소 2004-08-05
[13] 간행물 16비트 마이크로컨트롤러 GC-8100A 개발 기술 국가 과학원 111호 마스크 제작소 2004-08-13
[14] 간행물 16비트 마이크로프로세서 GC-9211A의 개발 기술 2005-08-20
[15] 간행물 광학 노광 합치 장비용 위상 반전 마스크 제작 기술 2005-08-20
[16] 간행물 과산화 수소에 의한 AI 배선 제작 기술 집적회로 연구소 2006-08-05
[17] 뉴스 조선중앙통신 2007-01-06
[18] 간행물 20nm 표준셀 패터닝 제작 기술 2008-02-12
[19] 뉴스 조선중앙통신 2014-12-29
[20] 뉴스 로동신문 2017-07-01
[21] 뉴스 로동신문 2017-06-20
[22] 뉴스 내나라 2017-01-16
[23] 뉴스 조선중앙통신 2019-10-30
[24] 웹인용 23. 제3부 군수산업으로 압박받는 민간경제 https://www.joongang[...] 2020-05-27
[25] 저널 북한 국가과학원에 대한 연구 2009-12
[26] 저널 북한 국가과학원에 대한 연구 2009-12
[27] 간행물 MEBES-4700S 위상 반전 마스크 제작하기 위한 노광 기술 국가과학원 111호 마스크 제작소 2004-08-05
[28] 웹인용 하태경 "日, 불화수소 등 전략물자 대북 밀수출 30건"…日안전정보센터 자료 공개 https://news.chosun.[...] 2020-05-30
[29] 웹인용 美전문가 "김정은 시찰공장 중 미사일 개발 관련 6곳 위치 특정" https://www.hankyung[...] 2020-05-30
[30] 웹인용 Glocom https://www.glocom-c[...] 2020-06-13
[31] 웹인용 컴퓨터기술 분야 남북교류 가능성-北 소프트웨어 수입 추진 https://www.joongang[...] 2020-06-21


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