반도체 및 전자부품 신뢰성 분석기업 `큐알티`가 소프트에러 검출 상용화 장비를 통해 반도체 후공정 시장 공략에 나서겠다고 밝혔다. 큐알티는 세계 최초로 메모리, 시스템IC, 파워반도체, SSD와 같은 다품종 반도체의 `소프트에러` 테스트 검출 장비를 한국산업기술평가관리원(KEIT)의 지원을 통해 국책과제로 개발하고 있으며, 내년 초 상용화를 앞두고 있다.
`소프트에러`는 공기 중에서 내려오는 중성자, 양성자, 중이온과 같은 방사입자 등이 반도체 내부를 통과하면서 발생하는 일시적 오류를 말한다. 현재 국내 반도체 기업들은 `소프트에러`를 검출하기 위해 관련 측정 시스템을 운용하는 프랑스 등 해외 평가소에 약 10만 달러 이상의 비용을 내고 테스트를 받고 있다. 이 경우, 미국, 캐나다의 중성자 가속기 빔을 빌려야 하고 시간도 9개월 이상 소요되어 부담이 적지 않지만, 별다른 대안이 없는 상태다.
최근 전 세계적으로 고성능 반도체 수요가 증가함에 따라, 후공정 분야 활성화의 필요성이 제기되고 있다. 대만의 반도체 기업 TSMC의 경우, 일본에 패키징 연구센터를 건설 중이며, 인텔도 미국과 아시아, 유럽에 대규모 투자를 이어가고 있는 상황이다.
메모리반도체 위주인 국내의 경우 팹리스나 파운드리(시스템반도체 위탁생산) 같은 전공정 분야는 많이 활성화되어 있으나, 후공정 산업은 경쟁력 강화가 필요하다는 평가다. 최근 반도체 업계도 후공정의 중요성을 인지하고 빠르게 투자를 확대하고 있으며, 산업통상자원부도 지난 10월 소부장 핵심전략기술을 기존 100개에서 150개로 확대하겠다고 밝히면서 패키징 후공정을 포함시켰다. 이와 더불어, 최근에는 고집적화, 초미세화 첨단 반도체들이 전기자동차, 자율주행차, 무인 드론 등에 다수 사용되면서 정밀하고 신속하게 신뢰성을 확보할 수 있는 테스트 장비 수요도 급증하는 추세다.
해당 장비가 상용화되면, 외국에서 소프트에러 평가를 받기 위해 대기해야 하는 시간과 비용을 줄여 보다 효율적인 반도체 신뢰도를 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 장비 편의성도 대폭 개선된다. 기존 중성자 빔과 연결된 테스트 장비의 경우, 데스크톱 PC 2~3대 크기로 휴대하기 어려울 뿐 아니라, 한 가지 제품만 테스트할 수 있어 제한적이었으나, 큐알티의 `소프트에러 검출 상용화 장비`는 데스크톱 PC 1대 크기로, 가속기와 평가장비를 연결하는 선만 있으면 장소 제약 없이 간편하게 평가를 진행할 수 있다.
뿐만 아니라, 3D 프로파일 기능을 통해 소프트에러 검출 정확도를 높였으며, 방사선 조사 환경에서 평가된 데이터와 연관 정보를 분석해 국제 표준에 의거한 반도체 소프트 에러율 인증도 가능하다. 장비는 지난 10월 열린 `세덱스(SEDEX) 2022`에서 최초 공개된 이후, 현재 최종 성능 검증을 위한 마무리 단계에 있으며, 내년 초 양산 작업에 돌입할 것으로 예상된다.
큐알티는 지난 11월, 미국 에너지부 산하 로스알라모스 국립연구소(LANL) 소속 중성자 과학 센터 랜스(LANSCE)와 소프트에러 관련 연구를 위한 전략적 파트너십 프로젝트(SPP)를 체결하기도 했다. 공동연구명은 `가속 중성자 방사선 평가 특성화 및 분석기술 개발`로서, 큐알티는 랜스와 향후 2년간 중성자 빔의 위치별 특성을 정확하게 측정할 수 있는 기술을 개발하고, 반도체 소프트에러 정밀 평가를 통해 글로벌 표준화 기준을 정립한다는 계획이다.
정성수 큐알티 최고기술책임자(CTO)는 "글로벌 시장에서 한국이 시스템 반도체 부문의 경쟁력을 강화하기 위해서는 테스트 장비 등 후공정 인프라를 탄탄하게 구축해 나가야 한다"며 "소프트에러 검출 장비가 본격적으로 시장에 선보이게 되면, 국내 반도체 기업들이 해외에 나가지 않고서도 빠르고 안정적으로 테스트를 진행할 수 있게 되어 반도체 개발 전반의 프로세스를 단축하는데 많은 도움이 될 것"이라고 전망했다.
지난 11월 코스닥 시장에 입성한 큐알티는 국내에서 유일하게 설계 단계의 반도체 신뢰성 테스트 및 종합분석을 수행할 수 있는 기업이다. 반도체 장비 제조사, 종합반도체기업(IDM), 팹리스, 파운드리 등 관련 분야 내 약 1500개의 고객사를 보유하고 있으며, 한국인정기구(KOLAS)로부터 반도체 신뢰성 시험 분야 및 차량용 반도체 신뢰성 표준인 AEC-Q100에 대한 국제공인시험기관 인증을 획득한 바 있다.
한국경제TV 박준식 기자
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