글로벌 반도체 및 디스플레이 재료 공학 솔루션 선도 기업 어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials)가 AI 컴퓨팅 성능을 극대화하기 위한 차세대 반도체 제조 장비를 발표하며, AI 반도체 제조 혁신을 가속화했다.

어플라이드는 26일 △GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 기반 첨단 로직 △HBM(고대역폭 메모리) D램 △고집적 ‘시스템 인 패키지(SiP)’ 구현을 위한 첨단 패키징 등 AI 칩 개발 경쟁의 핵심 영역을 겨냥한 △Kinex 본딩 시스템 △Centura Xtera 에피 시스템 △PROVision 10 전자빔 계측 시스템 등을 소개했다.

오늘날 GPU와 HPC 칩은 여러 칩렛을 결합하는 첨단 패키징 방식을 사용한다.

이를 지원하기 위해 어플라이드 머티어리얼즈는 베시(Besi)와 협력해 업계 최초의 다이 투 웨이퍼(die-to-wafer) 하이브리드 본더 통합 시스템 ‘Kinex(키넥스)’를 선보였다.

이 시스템은 구리-구리 직접 접합으로 성능 향상 및 전력·비용을 절감하고, 공정 단계 통합으로 본딩 품질과 일관성을 강화했다. 또한 인라인 계측으로 오버레이 측정 및 드리프트 감지를 지원한다.

Kinex 시스템은 이미 다수의 로직·메모리·OSAT 고객사에서 활용되고 있다.

또한 차세대 GAA 트랜지스터의 성능을 좌우하는 소스·드레인 구조 형성을 위해 어플라이드는 Centura Xtera(센츄라 엑스테라) 에피 시스템을 개발했다.

이 시스템은 독자적 저용량 챔버 구조로 가스 사용량을 50% 절감하며, 보이드 없는 소스·드레인 구조 구현 및 증착-식각 공정으로 셀 간 균일성을 40% 이상 향상시켰다.

Xtera 시스템은 첨단 로직 및 메모리 칩 제조사들이 채택해 2나노 이하 공정에서 안정성과 성능을 높이고 있다.

이와 함께 어플라이드 머티어리얼즈는 PROVision 10 전자빔 계측 시스템을 통해 첨단 로직과 메모리 칩의 수율을 개선한다.

이 시스템은 업계 최초 냉전계 방출(CFE) 기술을 적용했고, 기존 대비 해상도가 50% 향상, 이미징 속도가 10배 개선됐다.

또한 3D 칩 다층 이미징 및 나노미터 이하 정밀 측정이 가능하다.

이 시스템은 EUV 레이어 오버레이, GAA 트랜지스터 나노시트 측정, 에피 보이드 감지 등 핵심 공정 제어에 필수적이다.

키스 웰스(Keith Wells) 어플라이드 머티어리얼즈 부사장은 “3D 아키텍처 확산으로 새로운 계측 과제가 등장하고 있다”며 “PROVision 10은 복잡한 칩 설계의 수율을 높이는 강력한 도구”라고 강조했다.

프라부 라자(Prabu Raja) 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹 사장은 “칩이 더욱 복잡해짐에 따라 AI 확장에 필요한 성능과 전력 효율 개선을 위한 재료 공학 혁신에 주력하고 있다”며 “고객사와 협력해 로직·메모리·패키징 분야의 기술적 도약을 가능하게 하는 솔루션을 공동 개발하고 있다”고 밝혔다.