- 삼성전자·SK하이닉스·TSMC·인텔·마이크론 창립 파트너 참여…재료·장비·공정 공동 개발
어플라이드 머티어리얼즈가 미국 캘리포니아주 서니베일에 반도체 연구개발 시설 ‘EPIC 센터’를 공개했다. 약 50억 달러를 단계적으로 투자하는 세계 최대 규모의 협업형 반도체 공정·제조 장비 연구개발 시설로, 칩 제조사와 장비 기업, 대학 연구진이 재료 개발부터 공정 검증까지 한 공간에서 수행한다. 삼성전자와 SK하이닉스를 비롯한 주요 반도체 기업들이 창립 파트너로 참여한다.
재료·장비·공정 동시 개발…반도체 양산 기간 단축
AI 반도체의 성능과 전력 효율을 높이려면 새로운 재료뿐 아니라 이를 처리하는 제조 장비와 공정 기술도 함께 발전해야 한다. 기존에는 재료 연구와 장비 개발, 공정 통합, 시험 생산을 서로 다른 환경에서 진행해 단계마다 기술을 이전하고 다시 검증하는 과정이 필요했다.
EPIC 센터는 재료 연구자와 장비 엔지니어, 칩 제조사 담당자가 같은 시설에서 공동으로 기술을 개발하도록 했다. 반도체 제조사가 초기 연구 단계부터 참여해 실제 생산 공정에 필요한 조건을 검토하고, 장비와 재료를 함께 조정하는 방식이다. 이를 통해 연구 성과를 생산라인에 적용하기까지 반복되는 시험과 검증 기간을 줄이는 데 초점을 맞췄다.
센터 건물은 약 5만5700㎡ 규모이며, 내부에는 약 1만6200㎡의 첨단 클린룸을 마련했다. 건설에는 600만 시간 이상의 작업 시간이 투입됐으며, 반도체 공정과 장비 연구를 위한 전용 공간으로 운영한다. 총투자액은 고객 프로젝트 진행에 따라 약 50억 달러까지 단계적으로 늘어날 예정이다.
삼성전자·SK하이닉스 등 5개 기업 창립 파트너 참여
EPIC 센터의 창립 파트너에는 삼성전자와 SK하이닉스, TSMC, 인텔, 마이크론이 참여한다. 각 기업은 자체 반도체 개발 과제와 엔지니어를 투입해 어플라이드 연구진과 공동으로 재료·공정·장비 기술을 개발한다.
브로드컴과 아드반테스트, 스크린, 키옥시아, 베시는 혁신 파트너로 참여하며, 애리조나주립대학교와 렌셀러 폴리테크닉 대학교, 스탠퍼드대학교, UC 버클리, UCLA 새뮤얼리 공과대학도 연구 협력에 나선다.
협력 분야는 반도체 제조 공정뿐 아니라 첨단 패키징과 테스트, 계측, 메모리 기술까지 포함한다. 기업별 개발 과제를 보안이 확보된 환경에서 공동으로 검토하고, 초기 연구 결과를 실제 제조 조건에 맞춰 시험한다.
HBM·D램·낸드부터 첨단 패키징까지 공동 연구
SK하이닉스는 AI 프로세서에 필요한 데이터를 빠르게 공급하기 위해 메모리의 대역폭과 속도, 용량을 높이는 기술 개발에 참여한다. 어플라이드의 재료공학 및 제조 기술을 활용해 고대역폭 메모리(HBM), D램, 낸드 전반의 주요 기술 과제를 공동으로 다룰 계획이다.
SK하이닉스 곽노정 대표이사 사장은 “AI 컴퓨팅의 핵심 과제는 갈수록 강력해지는 프로세서가 최대 성능을 발휘할 수 있도록 데이터를 충분히 빠르게 전달하는 것”이라며 “EPIC에서 양사의 기술 역량을 결합해 HBM, D램, 낸드 전반의 주요 기술 전환점에 대응하고 AI 시대 메모리 혁신을 가속할 것”이라고 밝혔다.
삼성전자는 메모리와 첨단 로직, 첨단 패키징을 중심으로 협력한다. 세 분야에 필요한 공정 장비 기술을 초기 개발 단계부터 검토하고 실제 반도체 제조 환경에 적용하는 과정에 참여한다.
삼성전자 DS부문 송재혁 최고기술책임자(CTO)는 “삼성전자는 메모리, 첨단 로직, 첨단 패키징을 아우르는 기술 역량을 바탕으로 AI 시대 컴퓨팅 기술 발전을 추진하고 있다”며 “양사는 EPIC을 통해 기술 개발부터 고도화, 실제 적용에 이르는 전 과정을 가속할 것”이라고 밝혔다.
TSMC는 2나노미터 이후 반도체 제조 기술을 위한 새로운 아키텍처와 저저항 배선, 첨단 패키징 연구에 참여한다. 인텔은 트랜지스터와 인터커넥트, 패키징 기술을 중심으로 협력하며, 마이크론은 차세대 메모리 기술의 연구와 대규모 양산 적용을 추진한다.
반도체 제조사와 장비 기업의 공동 개발 확대
어플라이드는 EPIC 센터 공개 행사에서 반도체 설계·제조·장비 기업의 연구개발 책임자들이 참여하는 기술 서밋도 개최했다. 참석자들은 AI 반도체의 성능 향상과 제조 복잡성 증가에 대응하기 위한 재료·공정 기술 개발 과제를 논의했다.
어플라이드 반도체 제품 그룹 프라부 라자(Prabu Raja) 사장은 “원자 수준에서는 재료와 재료 간 계면이 새로운 특성을 보이기 때문에 재료, 공정, 장비를 동시에 개발해야 한다”며 “고객사 엔지니어가 기술의 생산라인 도입 전부터 조정 과정에 참여하면 고성능·고수율 양산에 도달하는 기간을 단축할 수 있다”고 설명했다.
어플라이드 게리 디커슨(Gary Dickerson) CEO는 “AI 인프라 확대로 고성능 컴퓨팅에 대한 요구가 높아지면서 반도체 제조 기술 개발이 더욱 복잡해지고 있다”며 “EPIC에서 칩 제조사와 시스템 설계 기업, 장비 파트너, 연구진이 협력해 새로운 재료의 개발부터 대량 양산까지 걸리는 시간을 단축하겠다”고 밝혔다.
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