세계 최초 반도체 ‘소프트 에러’ 테스트 상용 장비 만든다..韓 전자산업 기대

[이데일리 김현아 기자]

▲산업통상자원부의 차세대 지능형반도체 과제인 ‘중성자에 의한 반도체 소프트 에러 검출 상용화 장비 개발’ 과제를 주도하는 큐알티(주)의 전문가들. 왼쪽부터 기중식 미래사업협력실 전문연구위원, 정성수 CTO, 김기석 기술연구소장이다.

우리나라에서 세계 최초로 대기에 있는 중성자에 의한 반도체의 소프트 에러를 검출할 수 있는 상용화 장비가 개발된다. 소프트 에러는 대기권에서 날아오는 중성자에 반도체 칩이 영향을 받아 생기는데, 자율주행차나 드론에 탑재되는 지능형 반도체가 대중화되면서 사람의 생명까지 좌우할 심각한 문제로 부상하고 있다.

소프트 에러는 반도체 내부의 물리적 구조를 손상하지 않을 정도로 작고, 전원을 껐다 켜면 원상복구 되기도 하지만, 셀의 상태를 다른 값으로 바꿔 의도하지 않은 동작을 유발하기 때문이다. 이에 따라 자동차 기능안전 표준인 ‘ISO 26262’에도 소프트 에러 인증이 포함됐다.

비용 줄이고 시간 단축..소프트 에러 검출 상용화 장비 개발 착수

삼성전자, SK하이닉스 같은 반도체 기업들은 현재 소프트 에러를 테스트하고 수정하기 위해 측정 시스템을 운용하는 프랑스 반도체시험평가소(IROC) 등에 10만 달러 이상의 비용을 내고 테스트 받는다. 하지만, 미국이나 캐나다의 중성자 가속기 빔을 빌려야 하고 시간도 9개월 정도 걸린다.

그런데 국내 기술로 소프트 에러를 반도체 칩 개발 단계에서부터 최소화하고 평가 비용과 시간을 크게 줄일 수 있는 길이 열렸다. 산업통상자원부가 올해부터 3년동안 차세대 지능형반도체 과제로 ‘중성자에 의한 반도체 소프트 에러 검출 상용화 장비 개발’ 과제를 지원하기로 했기 때문이다.

국내 반도체 부품 신뢰성 시험 업체인 큐알티(주)가 주관기관으로 △메모리반도체 테스트 장비 업체 유니테스트 △전자부품연구원과 △ 수요기업인 SK하이닉스, 파운드리 업체 DB하이텍, 차세대 전력 반도체를 만드는 예스파워테크닉스가 연구개발에 나섰다. 올해부터 2022년까지 총 53억 원 규모다.

▲경기도 수원시 한국나노기술원에 있는 큐알티 광교지사 정성수 CTO 사무실에서 포즈를 취한 국내 소프트 에러 전문가들. 왼쪽부터 김기석 기술연구소장, 정성수 CTO, 기중식 미래사업협력실 전문연구위원이다.

5년 전부터 준비..큐알티에 모인 전문가 3인방 눈길

큐알티는 5년 전부터 우리나라가 지능형 반도체 강국이 되려면 소프트 에러 대책을 만드는 게 중요하다고 보고 미항공우주국,프랑스 국립연구소, 나노융합기술원, 한국교통위원회 등의 전문가를 초청해 세미나를 열어왔다. 이후 정성수 CTO를 비롯한 기중식 미래사업협력실 전문연구위원, 정성수 CTO, 김기석 기술연구소장 등 전문가들을 잇달아 영입했다.

정성수 CTO는 미국 시스코시스템즈 등에서 30여 년간 소프트 에러 분석 툴 개발 등을 맡았던 기술책임자 출신이고, 기중식 전문연구위원은 SK하이닉스에서 전무로 퇴사할 때까지 27년 넘게 일하면서 DRAM 개발 및 설계를 이끌었다. 김기석 기술연구소장은 SK하이닉스에서 NAND 제품 개발 및 양산을 맡은 엔지니어출신이다. 굴지의 회사에서 수십년간 일하다 퇴직한 뒤 김영부 큐알티 사장의 요청으로 대한민국 지능형 반도체 산업을 위해 다시 뭉친 셈이다.

정성수 CTO는 “국내 반도체 회사들이 칩 개발 단계에서 소프트 에러를 사전에 테스트할 수 있게 되면 대한민국 전자 산업의 경쟁력이 확고해지고 지능형반도체 에코시스템이 형성될 것”이라고 말했다. 기중식 전문연구위원은 “국내에는 중성자 가속기가 없어 양성자를 이용한 실험 결과로도 중성자가 주는 충격을 예측할 수 있는 컨버전 팩터를 만들고자 한다”고 했다. 김기석 기술연구소장은 “개발하려는 장비는 1개 유닛당 데스크톱PC 크기로 해서 범용성과 편의성도 갖출 예정”이라고 말했다.