“실리콘밸리판 반도체 동맹”… 삼성전자, 어플라이드의 50억 달러 ‘EPIC 센터’ 첫 파트너로 낙점

R&D에서 상용화까지 수년 단축 목표… 첨단 노드·3D 집적 혁신 위해 손잡다

[아이씨엔 오승모 기자] 전 세계 반도체 장비 및 재료 공학 솔루션의 1위 기업인 어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials)가 미국 실리콘밸리에 구축 중인 초대형 연구단지인 ‘EPIC(Equipment and Process Innovation and Commercialization) 센터’에 삼성전자가 전격 합류했다. 이는 50억 달러(약 6조 7천억 원) 규모의 미국 역대 최대 반도체 장비 R&D 투자 프로젝트에 한국의 반도체 거인이 첫 번째 창립 멤버로 이름을 올린 것이다.

최근 인공지능(AI) 인프라가 전 세계적으로 급격히 팽창하면서 더 적은 전력으로 더 높은 성능을 내는 ‘에너지 효율적 칩’에 대한 요구가 빗발치고 있다. 하지만 반도체 공정이 원자 단위의 미세 공정으로 진입함에 따라 기술적 난도는 기하급수적으로 높아졌다. 이번 삼성전자의 합류는 이러한 한계를 돌파하기 위해 장비사와 제조사가 초기 설계 단계부터 머리를 맞대는 ‘협업의 재정의’를 의미한다.

원자 수준의 공정 혁신 가속… ‘고속 공동 혁신’으로 반도체 판도 바꾼다

올해 개소 예정인 EPIC 센터의 핵심 전략은 ‘고속 공동 혁신(High-velocity co-innovation)’이다. 과거에는 장비사가 장비를 만들면 제조사가 이를 가져와 공정에 적용해 보는 순차적인 방식이었다면, EPIC 모델은 장비 개발과 공정 적용을 동시에 진행하는 ‘병렬 개발’ 방식을 채택한다. 이를 통해 새로운 반도체 기술이 연구실을 나와 실제 공장에 적용되기까지 걸리는 시간을 수년 이상 단축한다는 계획이다.

양사의 협력은 크게 세 가지 분야에 집중된다. 첫째는 수 나노미터(nm) 이하의 ‘첨단 노드 스케일링(Scaling)’, 둘째는 ‘차세대 메모리 아키텍처’, 마지막은 성능을 극대화하기 위한 ‘초고도 3D 집적(Integration)’ 기술이다. 특히 원자 수준에서 물질을 쌓고 깎는 증착(Deposition)과 식각(Etching) 공정의 혁신을 통해 차세대 로직 및 메모리 반도체의 한계를 극복할 것으로 보인다.

전영현 삼성전자 부문장은 “양사는 오랜 파트너십을 통해 장비 기술을 발전시켜 왔으며, 이번 EPIC 센터를 통해 기술 협력이 한층 더 깊어질 것”이라고 기대감을 나타냈다. 게리 디커슨 어플라이드 회장 역시 삼성전자의 합류가 첨단 기술 상용화를 앞당기는 기폭제가 될 것이라고 강조했다.

[용어 해설]

• EPIC 센터: 어플라이드 머티어리얼즈가 주도하는 반도체 장비 및 공정 혁신 상용화 센터로, 기업 간 협업을 통해 기술 개발 속도를 높이는 것이 목적이다.
• 첨단 노드 스케일링 (Advanced Node Scaling): 반도체 칩 안의 회로 선폭을 더욱 좁게 만들어 더 많은 소자를 집적하는 미세화 공정을 말한다.
• 3D 집적 (3D Integration): 반도체 소자를 평면이 아닌 수직으로 쌓아 올려 성능을 높이고 크기를 줄이는 적층 기술이다.
• 패터닝 (Patterning): 웨이퍼 위에 빛을 이용해 아주 미세한 회로 문양을 그려 넣는 공정이다.