삼성전자 "반도체 산업, 경험하지 못했던 새 시대로 진입中"

▲김형섭 삼성전자 반도체 연구소장이 9일 오전 세미콘코리아 2022 기조연설을 하고 있다. (사진출처=세미콘코리아 2022)

“제품 생산 시 많은 에너지를 사용하고, 부산물을 배출하는 반도체 업계는 친환경 제품 개발을 위해 더 고민하고 노력해야 합니다.”

김형섭 삼성전자 반도체연구소장(부사장)은 9일 온라인으로 진행된 반도체 소재ㆍ부품ㆍ장비 전시회 ‘세미콘코리아 2022’ 기조연설을 통해 이같이 말하고 “반도체 산업이 이제껏 경험하지 못했던 새로운 시대로 접어들고 있다"고 강조했다.

김 부사장은 이날 친환경 제품 개발의 당위성을 강조했다. 앞서 삼성전자는 2020년 반도체 분야에서 11억 그루의 소나무가 흡수해야 하는 분량의 이산화탄소(CO2)를 절감한 바 있다.

그는 “2020년 출하된 전 세계 서버용 하드디스크 드라이브(HDD)를 최신 DDR5 D램과 솔리드스테이트 드라이브(SSD)로 교체한다면, 연간 7테라와트시(TWh)의 전력을 절감할 수 있다”며 “이는 뉴욕에 거주하는 전 가구가 4개월 동안 사용할 수 있는 엄청난 전력량”이라고 강조했다.

반도체 공정 난도가 상승하며 어려움을 겪는 현 상황에 대해서도 언급했다. 최근 수년간 반도체 업계에서는 "마이크로칩의 성능이 2년마다 2배로 늘어난다"라는 이른바 ‘무어의 법칙’이 더는 들어맞지 않을 것이라는 전망마저 제기되고 있다.

김 부사장은 “해를 거듭할수록 높은 사양의 반도체 칩들이 요구되며 공정 난도가 높아지고 개발의 과정도 복잡해지고 있다”라고 최근 현황을 설명했다.

이밖에 고난도 공정 개발과 친환경 기조에 대응하기 위한 '기술 혁신' 사례도 소개했다.

D램 사업에선 셀의 트랜지스터 구조를 변경한다거나 아예 커패시터(전자회로에서 전하를 모으는 장치)를 없애는 기술까지 연구 중이다.

로직 분야에선 소모 전력 감소와 성능 향상을 위해 파워 네트워크를 웨이퍼 뒷면에 배치하는 기술이 학계와 반도체 제조업계를 중심으로 개발되고 있다. V낸드 분야에서는 수직 높이 한계를 극복하기 위해 기반 장비와 소재 개발이 활발하게 진행되고 있다.

비메모리 제품군 중 하나인 이미지센서(CIS)는 고집적화 시 픽셀 간 간섭에 의한 잡음 증가 문제를 겪어왔는데, 이를 해결하기 위한 소자 구조 개선이 이어져 왔다.

장비 분야에선 원하는 물질을 원하는 표면에 증착하는 기술인 △셀렉티브 디포지션(Selective Deposition) △식각 대상물을 원자 단위로 식각하는 기술인 아토믹 레이어 에치(Atomic Layer Etch) 등이 소개됐다.

김 부사장은 “반도체 산업은 우리가 일찍이 경험해보지 못한 새로운 시대에 접어들고 있다”며 “한계 기술들을 극복하기 위해 칩 제조사는 물론, 설비사, 소재사가 힘을 합해 무한한 협력으로 나아가야 한다”고 강조했다.