한국전자통신연구원(ETRI)이 28일 AI 반도체의 새로운 핵심 소재로 사용될 신기술을 개발했다고 밝혔다.

이 기술은 기존 일본이 보유한 기술보다 전력을 95% 더 절감할 수 있는 첨단 반도체 ‘칩렛 패키징’ 기술로, 공정이 기존 9단계에서 3단계로 바뀌면서 생산성을 크게 높였다.

새로운 공정은 반도체 웨이퍼에 ETRI의 신소재 비전도성 필름(NCF)을 붙인 후 타일처럼 생긴 칩렛을 레이저로 경화하는 방식이다.

칩렛은 첨단 패키징 기술을 기반으로 하며, 반도체 기판을 레고 블록처럼 구성한 개념이다.

그동안 반도체 업계에서는 반도체 공정에 주로 일본 소재를 사용해 왔다.

하지만 일본 소재를 사용한 공정은 단계가 많아 복잡함과 동시에 다양한 장비가 필요했고, 높은 유지비용과 유해 물질을 배출한다는 단점이 있었다.

이에 ETRI 연구진은 반도체 기판에 칩렛으로 타일을 만들어 접합하는 식으로 공정을 축소하는 신기술을 개발하게 되었다.

타일 형태의 칩렛 집적 공정 [ETRI 제공]

신소재에 레이저를 쏘면 반도체 패키징 단계에서 세척·건조·도포·경화 등에 이르는 전 단계를 한 번에 해결할 수 있게 되는 것도 장점이다.

공정이 줄어든 만큼 신기술이 요구하는 공정도 간단해 20ｍ 이상인 생산설비를 4ｍ로까지 줄일 수 있다.

기존의 화학 처리 공정이 없어 유해 물질이 발생하지 않고, 온도의 변화에도 잘 견뎌 세계 최초로 상온 공정이 가능할 것으로 ETRI 측은 설명했다.

이일민 ETRI 창의원천연구본부장은 "최근 반도체 디스플레이 업계는 저전력 신공법을 누가 먼저 개발하느냐가 사활이 걸린 문제"라는 뜻을 밝혔다.

또 "세계적인 파운드리 회사가 해당 기술에 대한 공정성·신뢰성 평가를 진행하고 있어 우수 평가를 받을 때는 3년 내 상용화가 가능할 것"이라는 포부를 밝혔다.