어플라이드 머티어리얼즈가 AI 컴퓨팅 성능 향상을 목표로 한 새로운 반도체 제조 시스템을 발표했다. 이번 신제품은 GAA 트랜지스터 기반 최첨단 로직, HBM 중심의 고성능 D램, 고집적 ‘시스템 인 패키지(SiP)’ 구현 등 AI 반도체 개발의 핵심 영역을 지원하기 위한 기술을 담고 있다.

 

프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹 사장은 “칩 구조가 복잡해지는 만큼, AI 확장에 필수적인 성능·전력 효율 개선을 위해 재료 공학 분야 혁신을 이어가고 있다”며 “고객사와 협력해 로직, 메모리, 첨단 패키징 분야의 기술 로드맵 가속화를 돕는 솔루션을 개발했다”고 말했다.

 

AI GPU와 고성능 컴퓨팅(HPC) 칩은 여러 칩렛을 하나의 시스템으로 결합하는 첨단 패키징 방식을 적용하고 있으며, 하이브리드 본딩은 성능 향상과 전력·비용 절감을 동시에 실현할 수 있는 새로운 적층 기술이다. 하지만 공정 난도가 크게 높아짐에 따라 양산 적용에 어려움이 존재해 왔다.

 

 

이를 해결하기 위해 어플라이드 머티어리얼즈는 베시와 협력해 업계 최초의 다이 투 웨이퍼 하이브리드 본더 통합 시스템 ‘Kinex’를 개발했다. 이 시스템은 프론트엔드 웨이퍼·칩 가공 기술과 베시의 고정밀 다이 배치 및 인터커넥트 기술을 결합해 복잡한 멀티 다이 패키지를 효율적으로 처리하도록 설계됐다. 고정밀 본딩, 청정 환경 유지, 공정 간 대기 시간 제어, 인라인 계측 등을 한 시스템에 통합해 기존 대비 높은 일관성과 품질을 구현한다. 현재 Kinex는 다수의 로직·메모리·OSAT 고객사에서 적용되고 있다.

 

또한 어플라이드 머티어리얼즈는 GAA 트랜지스터에서 핵심 요소인 소스·드레인 구조의 신뢰성과 성능을 확보하기 위해 ‘Centura Xtera’ 에피 시스템을 개발했다. 기존 장비로는 고종횡비 구조를 균일하게 채우기 어려워 보이드 발생 위험이 컸으나, Xtera는 통합 프리클린·식각 공정을 갖춘 독자적 챔버 구조를 통해 가스 사용량을 50% 줄이면서도 보이드 없는 구조 구현이 가능하다. 성장 최적화 과정에서 셀 간 균일성을 40% 이상 높인 점도 특징이다.

 

아울러 PROVision 10은 냉전계 방출(CFE) 기술을 적용한 전자빔 계측 시스템으로, 기존 대비 이미지 해상도를 최대 50% 높이고 이미징 속도를 10배까지 향상한 것이 특징이다. GAA 나노시트 측정, 에피 보이드 감지, EUV 레이어 오버레이 측정 등 첨단 공정 제어에 필요한 기능을 제공하며, 2나노 이하 로직 공정과 HBM 통합에서도 핵심 도구로 평가된다.

 

키스 웰스 어플라이드 머티어리얼즈 이미징 및 공정 제어 그룹 부사장은 “3D 아키텍처 확대로 기존 광학 방식의 한계가 드러나고 있다”며 “PROVision 10은 나노미터 이하 영역의 상세 이미징을 고처리량 조건에서도 구현해 복잡한 칩 구조의 수율 향상을 지원한다”고 말했다.

 

헬로티 이창현 기자 |