어플라이드 "삼성과 2나노 이하 협업"…GAA 겨냥 신기술 3종 공개

[아이뉴스24 권서아 기자] 미국 반도체·디스플레이 장비업체 어플라이드 머티리얼즈가 2나노(㎚) 이하 선단 공정을 겨냥한 신기술을 공개하고 삼성전자 등과 차세대 기술 협력을 강화하겠다고 밝혔다.

어플라이드는 12일 서울 강남구 조선팰리스 강남에서 기자간담회를 열고 '비바(VIVA) 라디칼 처리', '심(Sym)3 Z 매그넘 식각', '센트리스 스펙트럴 몰리브덴 원자층증착(ALD)' 등 신제품 3종을 발표했다.

이는 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력 수요가 커지는 가운데, 게이트올어라운드(GAA) 전환 구간의 성능과 전력 효율 병목을 공정 단계별로 해결하겠다는 전략이다.

마이클 추지크 반도체 기술 총괄 부사장은 "지난 15년간 반도체 에너지 효율이 1만 배 개선됐으며 앞으로 15년간도 같은 수준의 향상이 필요하다"며 "AI 데이터센터 확대가 전력 소비를 빠르게 끌어올리고 있다"고 말했다.

신제품은 2나노 이하 공정에서 본격화되는 GAA 트랜지스터의 핵심 난제를 해결할 수 있다는 게 회사의 설명이다.

'비바 라디칼 처리 시스템'은 웨이퍼 처리 과정에서 이온을 제거하고 라디칼(활성산소)만을 활용해, GAA 실리콘 나노시트의 표면을 균일화하는 데 특화된 장비다.

나노시트 표면의 원자 수준 거칠기나 오염이 전기적 특성과 칩 성능에 영향을 미치는 만큼, 옹스트롬(Angstrom, 100억분의 1m) 수준으로 표면을 정리한다. 이를 통해 전자 이동도(모빌리티)를 높였다.

'심3 Z 매그넘 식각 시스템'은 2세대 펄스 전압 기술(PVT2)을 적용해 이온 에너지와 각도를 정밀 제어해 3D 구조에서 균일한 콘택트 홀을 형성할 수 있는 장비다.

이를 통해 매끄러운 측벽과 균일한 깊이의 콘택트 홀을 만들고, 공정 균일성과 수율 개선을 할 수 있다.

이 기술은 로직 공정뿐 아니라 D램과 고대역폭 메모리(HBM) 등 메모리 공정에서도 정밀한 프로파일을 구현할 수 있다.

'스펙트럴 몰리브덴 ALD 시스템'은 기존 텅스텐(W) 대비 저항이 낮은 몰리브덴(Mo)을 선택적으로 증착해 핵심 콘택트 저항을 최대 15% 낮출 수 있다.

콘택트는 칩 내에서 가장 미세한 연결부에 해당해 저항이 커질수록 성능·전력 효율이 제한되는 만큼, 재료·공정 혁신으로 병목을 낮출 수 있다.

어플라이드는 이번 신제품을 출시한 배경으로 'AI 전력 소모 문제'를 꼽았다.

케빈 모라스 반도체 제품 마케팅 총괄 부사장은 "AI가 산업 전반에 변화를 일으키고 있다"며 "2040년까지 성능과 에너지 효율을 1만 배 이상 끌어올려야 하는 만큼, 칩 제조 공정의 효율성을 높이는 데 기여하겠다"고 말했다.

어플라이드는 삼성전자와의 협력 계획도 밝혔다.

미국 실리콘밸리에 조성 중인 차세대 반도체 연구개발(R&D) 허브 '에픽(EPIC) 센터' 공동 프로그램에 삼성전자가 참여한다. 2나노 이하 공정의 공동 최적화와 검증을 가속한다는 계획이다.

국내에서는 경기 오산에 '어플라이드 컬래버레이션 센터 코리아'를 구축해 내년 하반기 공식 개소를 추진한다.

박광선 어플라이드 코리아 대표는 "한국은 어드밴스드 로직부터 HBM 패키지까지 반도체 전 분야를 아우르는 중요한 시장"이라며 "기업과 대학 협력을 강화해 폭발적으로 늘어나는 고객 수요에 대응하겠다"고 말했다.