마이클 추지크 어플라이드 머티어리얼즈 부사장이 12일 서울 강남에서 진행된 신제품 기자간담회에서 발표하고 있다. [출처=진운용 기자]


반도체 파운드리 업계에서 2나노 이하 최첨단 노드 경쟁이 본격화되는 가운데, 글로벌 '장비 시장의?공룡' 어플라이드 머티어리얼즈가 인공지능(AI) 칩의 한계를 돌파할 차세대 솔루션을 통해?한국 시장 공략에 속도를 낸다.
올해 삼성전자와 TSMC의 2나노 공정 양산 시점에 맞춰 혁신 장비 3종을 선제적으로 공개하며 시장 주도권을 쥐겠다는 전략이다.
■2나노 공정 본격화…시장 선점 바다이야기룰 나선다
어플라이드 머티어리얼즈는 12일 서울 강남에서 기자간담회를 열고 2나노 이하 공정에서 로직 칩 성능을 획기적으로 높일 수 있는 새로운 증착, 식각, 재료 개질 장비 3종을 발표했다.
이번 신제품은 트랜지스터를 원자 단위에서 개선해 차세대 AI 컴퓨팅에 최적화된 에너지 효율을 구현하는 데 초점을 맞췄다.
바다이야기룰먼저 공개된 장비는 '프로듀서 비바(Viva) 라디칼 처리 시스템'이다. 반도체 구조가 게이트올어라운드(GAA)로 전환되면서 핵심 소자인 나노시트의 표면 제어가 공정의 성패를 가르는 요소가 됐다. GAA는 3나노 이하 초미세 공정에서 전류 흐름을 더 정밀하게 제어하기 위해 등장한 기술이다. ?
비바 시스템은 나노시트 표면을 옹스트롬 릴게임꽁머니 수준으로 정밀하게 제어해 전자의 이동을 방해하는 오염이나 거칠기를 최소화한다. 이를 통해 트랜지스터의 스위칭 속도와 에너지 효율을 극대화했다.
수직 구조 구현을 위한 식각 장비 'Sym3 Z 매그넘'은 마이크로초 단위로 이온을 제어하는 펄스 전압 기술(PVT2)을 도입해 좁고 깊은 트렌치를 오차 없이 형성한다. 이 장비는 이온의 각도와 오션파라다이스다운로드 에너지를 독립적으로 조정함으로써 균일한 나노시트 형성과 고품질 에피택시 성장을 지원한다.

특히 이 기술은 로직 반도체뿐만 아니라 고대역폭메모리(HBM)와 같은 고성능 메모리 제조 공정으로도 확장 적용될 것으로 보여 업계 기대를 모으고 있다.



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12일 어플라이드가 공개한?센트리스 스펙트럴 몰리브덴 ALD' 장비.?[출처=진운용 기자]


배선 공정에서는 '신소재의 도입'이라는 승부수를 던졌다. 신규 장비인 '센트리스 스펙트럴(Spectral) 몰리브덴 ALD' 시스템은 기존 텅스텐을 대신해 몰리브덴(Mo)을 선택적으로 증착한다. 미세 공정화로 배선이 얇아지면서 발생하는 저항 문제는 AI 칩 성능 향상의 고질적인 걸림돌이었다. 몰리브덴은 텅스텐보다 저항이 낮아 콘택트 저항을 최대 15%까지 줄일 수 있으며, 이는 AI 칩의 연산 속도 향상과 전력 소모 절감으로 직결된다.
케빈 모라스 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 마케팅 총괄은 "해당 시스템은 2나노 이하 주요 제조사에서 기술 평가 최종 단계에 진입했으며 곧 양산에 도입될 예정"이라고 설명했다.
현재 삼성전자와 SK하이닉스 등 메모리 업체들이 낸드플래시 제조에 몰리브덴 도입을 추진 중인 상황에서, 어플라이드의 이번 장비는 파운드리 공정까지 몰리브덴 생태계를 확장하는 계기가 될 전망이다.
■실리콘밸리부터 오산까지…삼성전자와 R&D 협력 전방위 확대
장비 혁신과 더불어 고객사와의 'R&D 혈맹'도 한층 강화된다. 어플라이드는 실리콘밸리에 50억달러를 투자해 세계 최대 규모의 공동 연구 시설인 '에픽(EPIC) 센터'를 건립 중이며, 삼성전자가 이 프로젝트의 첫 번째 펀딩 멤버로 참여하기로 했다.
전영현 삼성전자 부회장은 "양사는 오랜 파트너십을 통해 최첨단 장비 기술을 발전시켜 왔다"며 "에픽 센터에서의 기술 협력이 더욱 심화하기를 기대한다"고 전했다. 에픽 센터는 칩 메이커와 대학, 연구기관을 하나로 묶어 차세대 메모리 아키텍처와 통합 기술을 가속화하는 글로벌 반도체 생태계의 허브 역할을 수행하게 된다.
국내 시장을 향한 현지화 전략도 구체화됐다. 어플라이드는 경기도 오산에 '어플라이드 컬래버레이션 센터 코리아'를 건설 중이다. 박광선 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 대표는 "한국은 굉장히 중요한 고객들이 위치한 곳"이라며 "오산 센터를 통해 국내 고객사 및 학술기관과 협력해 혁신을 가속화하고 인재 파이프라인을 구축할 것"이라고 강조했다.