어플라이드 머티어리얼즈, 고성능 AI칩 구현 트랜지스터·배선 기술 공개

(서울=뉴스1) 김진희 기자

한국은 어드밴스드 로직이나 고대역폭메모리(HBM) 패키지까지 반도체 전 기술을 아우르고 선도하는 기업이 위치해 전략적으로 굉장히 중요한 시장입니다. 이번 신제품 3종은 반도체 제조 메이커의 기술 경쟁력을 향상할 수 있도록 합니다.

세계 1위 반도체 장비사 어플라이드 머티리얼즈(AMAT)의 박광선 대표는 12일 서울 강남구 소재 조선 팰리스 강남에서 열린 '인공지능(AI) 성능 가속화를 위한 재료 혁신 신기술 발표' 기자 간담회에 참석해 이같이 말했다.

어플라이드 머티리얼즈는 이날 2나노 이하 공정의 최첨단 로직 칩 성능을 높이는 새로운 증착, 식각 및 재료 개질(modification) 시스템 3종을 발표했다. 트랜지스터라는 가장 기본적인 전자 소자를 원자 단위에서 개선해 AI 컴퓨팅 성능을 획기적으로 강화하는 기술이다.

어플라이드는 옹스트롬(Angstrom) 노드를 위한 차세대 게이트올어라운드(GAA) 트랜지스터 성능을 향상할 새로운 재료 혁신을 선보이고 있다.

어플라이드는 이날 비바(VIVA) 라디칼 처리, Sym3 Z Magnum 식각, Centris™ Spectral 몰리브덴 원자층증착(ALD) 시스템 등 신제품 3종을 소개했다.

Viva 시스템의 핵심은 이온을 제거해 부드러운 라디컬만을 사용하도록 돕는다. 농축된 중성 라디칼은 부드럽고 손상 없는 처리 환경을 조성해 깊게 매립된 트랜지스터 구조에서 균일한 표면 처리를 가능하게 한다. 민감한 GAA 디바이스를 처리해 이동성을 개선하는 장비다.

마이클 추지크 어플라이드 반도체 기술 총괄 부사장은 "나노시트 표면 상태는 원자 수준의 거칠기나 오염만으로도 전기적 특성과 전체 칩 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다"며 "깨끗하고 균일도 높은 나노시트 표면은 채널 내 전자 이동도를 극적으로 향상한다"고 설명했다.

어플라이드는 스케일링 확대를 위해 획기적인 2세대 펄스 전압 기술(PVT2)을 도입한 Sym3 Z Magnum도 선보였다.

PVT2는 이온 방향성과 웨이퍼 인접 플라즈마 제어 간 기존 트레이드 오프 (Trade-off)를 제거한다. 독립적인 이온 각도 및 이온 에너지를 조정할 수 있다. 이를 통해 훨씬 더 정교하게 제어된 이온 궤적을 웨이퍼 표면으로 직접 전달한다.

Sym3 Z Magnum은 PVT2를 새로운 소스 기술과 결합해 매끄럽고 정밀한 트렌치를 형성한다. 균일한 나노시트, 더 빠른 스위칭 속도, 고품질 에피택시를 가능하게 함으로써 트랜지스터 속도와 칩 성능을 향상시킨다.

Sym3 Z Magnum은 옹스트롬급 로직 공정을 넘어 고밀도 어레이와 높은 적층을 위해 필요한 정밀 프로파일을 제공, DRAM 및 HBM 기술 혁신을 가속한다.

마이클 부사장은 "저희의 혁신적인 2세대 펄스 전화 기술 PBT 2를 사용해 이온 밀도와 각도를 독립 제어하면 평탄화된 측벽, 균일한 깊이, 사각형 형태의 바닥면 구현이 가능하다"며 "이는 전체적인 저항을 감소를 시키고 성능을 끌어올린다"고 설명했다.

Centris™ Spectral 몰리브덴 ALD 시스템은 더 얇은 두께에서도 효율적인 전자 흐름을 유지할 수 있는 재료다.

Spectral™ 몰리브덴 ALD 시스템은 단결정 몰리브덴을 선택적으로 증착해 현재 업계 벤치마크인 시스템 대비 핵심 콘택트 저항을 최대 15% 감소시킨다. 콘택트는 인터커넥트와 트랜지스터 사이의 가장 미세한 연결부를 형성하기에 칩 성능과 에너지 효율 극대화를 위해 낮은 저항 유지가 중요하다.

마이크 부사장은 "라이너 없는 콘텍트 홀을 형성할 수 있고 저항을 저감시킬 수 있다"며 "어플라이드가 보여 온 25년간 리더십의 결정체"라고 자신했다.

어플라이드는 AI가 불러일으킬 향후 반도체 업계 트렌드에 대해서도 언급했다.

케빈 모라스 반도체 어플라이드 마케팅 총괄 부사장은 "AI가 우리를 둘러싼 세계를 바꿔 놓고 있다"며 반도체 산업도 이를 피해 갈 수 없음을 강조했다.

케빈 부사장은 "2040년까지 1만 배가 넘는 성능과 효율성 측면에서의 강화 증대가 있어야 한다"며 "어플라이드는 칩 기술, 칩 제조 공정에서 더욱 높은 에너지 효율성을 위해 기여할 것"이라고 밝혔다.

어플라이드는 올해 삼성전자 같은 반도체 기업은 물론 대학과의 협력을 강화해 기술 협력을 지속할 방침이다.

미국 실리콘밸리에 개소할 에픽센터, 경기 오산시에 들어서는 어플라이드 컬래버레이션 센터 코리아 등이 대표적인 사례다.

박 대표는 "폭발적으로 늘어나는 고객 수요에 대응하기 위해 대학과 공고히 협력할 것"이라며 "두 센터가 차질 없이 완성되도록 지원해 다양한 인프라 스트럭처를 확충하겠다"고 했다.

jinny1@news1.kr