삼성전자는 최근 연산 기능을 갖춘 차세대 메모리반도체인 PIM(Processing-In-Memory) 기술을 활용한 메모리 솔루션(HBM-PIM)을 확보했다.

PIM은 메모리와 시스템 반도체 간 융복합을 통해 전통적 컴퓨팅 시스템에서 요구되는 메모리 반도체의 기능을 뛰어넘는 차세대 반도체로 주목을 받고 있다. 이를 구성하는 반도체 소자는 여러개의 회로와 절연체 등으로 구성된 박막이 다수 쌓여서 만들어진 기술의 결정체라 볼 수 있다. 적층형 박막 구조물은 반도체, 디스플레이 및 2차전지 산업 등을 포함한 최첨단 산업에서 초고속화 및 대용량화의 한계를 뛰어넘으며 핵심구성 요소로 활용되고 있다.

반도체 소자 제작을 위한 우리나라의 기술 수준은 전 공정 장비 중 증착 일부 세정·열처리 장비는 해외와 경쟁 가능한 수준이나, 노광장비, 이온주입 장비 및 측정 장비는 기술 기반이 매우 취약하다. 소자의 품질관리에 직결이 될 수 있는 계측/측정/검사 장비는 최근 정부의 지원을 바탕으로 국산화 개발이 시도되고 있으나, 기반 기술이 취약하여 선진업체와의 기술 간극이 매우 큰 상황이라 볼 수 있다.

이에 지난 18일 산업통상자원부는 제10차 소재·부품·장비 경쟁력강화위원회를 열어 기존 100개였던 핵심전략기술을 150개로 늘리고 2023년에 242억원의 연구개발비를 지원한다고 밝혔다.

특히 복잡해진 첨단 제조 기술 공정을 뒷받침할 측정기술이 절대적으로 부족해 품질 등 생산성에 문제가 되고 있어 매우 반가운 소식이라 볼 수 있다. 기존 반도체 소자 측정은 형상 또는 두께만을 측정하며, 단면을 직접 절단해 소자 내부구조를 관찰하는 방법은 생산을 반드시 중단하고 사용해야 하기에 실시간 공정과 측정이 이루어지기 어렵다는 단점이 있다. 반도체 공정 기술이 고도화 이루었다면, 제품 품질의 고도화를 위한 중요한 요소인 측정기술 발전과 측정인력 양성이 동시에 이루어져야 한다.

최근 한국표준과학연구원에서는 영상분광기와 편광카메라, 대물렌즈를 하나의 시스템으로 결합한 광 계측 장치를 개발하여 반도체 소자를 절단하지 않고 소자 내부의 층별 두께와 형상을 동시에 측정이 가능한 측정시스템을 개발 완료하였다. 하지만 인력양성의 경우 반도체 학과 개설을 통해 인재 양성이 필요하지만 반도체는 전자·전기·신소재·물리·화학 등 다양한 분야 인재가 필요하며 실제 현장은 제조뿐 아니라 설계·패키징·측정 등 구체적인 전공 교육과정이 필요하다.

이러한 현상을 벌써 인지한 한국폴리텍대학 반도체품질측정과는 경기도 안성에 2020년에 반도체융합캠퍼스로 개편되어 반도체 측정 인력 양성에 집중하고 있다.

이렇게 개편된 반도체품질측정과는 지난 28년 동안 1700여명의 측정 및 교정 전문가를 양성하며 정밀측정, 계측기 교정, 품질 관리 직무 등을 수행할 수 있는 우수한 인력을 배출하며 국가산업 발전 및 경쟁력을 강화하는 데에 지속적으로 노력해 왔으며 최근에는 반도체 공정에 필요한 반도체 산업 내 중요성이 더욱 증가하는 반도체 제품 품질 업무 및 반도체 장비의 신뢰성 검증 기술 역량에 분석기기 활용 관련 교육을 강화하였다.

또한 국내 반도체 소자 제작과 측정분석기기 주체들과 함께 공정진단, 공정측정 분야에서 세계 수준의 기술을 선도함과 동시에 고도화된 측정 기술을 기반으로 반도체품질측정과 인력양성을 기반으로 대한민국이 반도체 기술 전장에서 앞서 나갈 수 있도록 체계를 구축하면 세계적으로 반도체 측정산업을 선도 할 수 있을거라 생각된다.