로옴(ROHM) 주식회사가 반도체 양산라인에 양자 기술 적용을 최적화하고, 내년초 본격 도입에 들어간다. 대규모 반도체 제조 공장으로서는 세계최초의 성과다.

로옴은 2023년 1월부터 Quanmatic(본사 : 도쿄 신주쿠)과 공동으로 반도체 제조 공정의 일부인 EDS 공정에 양자 기술을 시험 도입해 제조 공정에서의 조합 최적화에 대한 실증을 추진해 왔으며 이번에 생산 효율 개선에서 일정 성과를 얻어, 2024년 4월에 본격 도입을 추진한다고 5일 밝혔다.

반도체 제조 공장의 대규모 양산 라인에서 양자 기술에 의한 제조 공정의 최적화를 실증한 것은 세계 최초의 성과다.

최근 다양한 분야에서 양자 기술의 활용이 시도되고 있다. 특히 양자 어닐링 방식은 물류 업계의 배송 루트 최적화 등, 조합 최적화 분야에서 도입이 가속화되고 있다.

반면에 반도체 업계에서는 대규모 제조 공정일수록 조합의 수가 지수함수적으로 증가하고, 제약 조건이 다수 존재하기 때문에 최적해(最適解)를 얻기가 어려워 고전 컴퓨터에서도 근사적으로 연산 가능한 규모의 공정에만 도입됐다.

EDS 공정에서도 제조 디바이스, 테스트 장치, 테스트 조건 등 조합수가 방대하기 때문에, 공정 일부로 한정하더라도 제조 공정을 최적화하는 해답의 도출은 매우 어려웠다.

따라서 기존에는 기본적인 계산 룰을 베이스로 축적된 지식이나 노하우를 활용해, 오퍼레이션 (공정의 할당)을 실시하는 것이 일반적이었다.

이러한 상황에서 로옴과 Quanmatic은 2023년 1월부터 EDS 공정에서의 다양한 제약 조건을 고려한 양자 솔루션을 사용한 오퍼레이션 시스템의 검토를 개시했다.

Quanmatic이 보유한 와세다 대학과 게이오 대학의 연구를 바탕으로 하는 양자 계산 기술 효율화의 제품군이나, 양자와 고전 계산 기술을 구사한 계산 프레임워크 및 전문적인 정식화 기술에, 지금까지 로옴이 축적해온 방대한 지식과 노하우, 각종 데이터를 융합함으로써 2023년 9월 프로토타입의 구축에 성공했다.

본 프로토타입을 로옴의 국내외 공장에 시험 도입하여 검증한 결과, 가동률, 납기 지연율 등의 타겟 지표를 각각 수％씩 향상시킬 수 있다는 실증 성과를 얻었다. 알고리즘화를 통해 계산 시간도 대폭 단축되어, 제조 조건의 변경에 따라 최적의 오퍼레이션을 실시간으로 실시할 수 있다.

앞으로도 로옴과 Quanmatic은 한층 더 협력을 강화함과 동시에, 해외 공장에서의 시험 운용을 실시함으로써 오퍼레이션 시스템의 정밀도 향상을 도모하여, 2024년 4월 본격 도입을 목표로 추진해 나갈 예정이다.