올해 정부 반도체 연구비 여기에 풀린다

정부가 올해 반도체 공정과 장비 분야 투자를 늘려 차세대 반도체 소자 기술 개발에 나선다. 현재 세계 최고 수준인 메모리공정 기술에서 우위를 이어가는 동시에 상대적으로 취약한 파운드리 소자와 제조장비, 소재 분야에서도 균형적인 발전을 이루겠다는 목표다.

산업통상자원부는 24일 전담기관인 한국산업기술평가관리원(KEIT)을 통해 ‘2014년 산업핵심기술개발사업’ 신규지원 대상과제를 공고했다. 올해는 ▲창의산업분야 ▲소재부품산업분야 ▲시스템산업분야 등 3개 분야로 총 1천138억원의 신규예산이 투입된다.

정부는 미래 기술 투자를 강화해 반도체 기술 역량을 강화할 방침이다. 일본은 1990년대까지 출하량에서 전 세계 반도체 선두권을 유지했지만 결국 도시바를 제외하고는 메모리 업체가 모두 사라질 정도의 몰락을 맞았다.

일본의 몰락은 차세대 기술, 공정에서 미국, 우리나라에 뒤졌기 때문으로 보고 이를 반면교사로 삼아 차세대 시장의 주도권을 잡기 위해 신규 기술 개발에 박차를 가할 계획이다.

소재부품산업분야에 속한 반도체공정·장비 부문에는 총 8개의 신규 과제가 진행된다. 특히 올해는 10나노급 미세화 기술과 동시에 미세화 한계 돌파를 위한 3D 적층기술 개발로 기술경쟁력을 확보하고 차세대 메모리 시장에서도 기술 우위를 유지하는데 방점이 찍혔다.

또 메모리에 비해 취약한 파운드리 공정의 기술력 향상 및 미래 기술주도권 확보를 위해 14나노급 미세 로직소자 공정기술, 차세대 이머징 로직반도체 소자·공정 기술 개발을 통해 산업 육성을 위한 연구기반을 조성하는 것도 핵심 과제로 꼽힌다.

이와 함께 450mm 웨이퍼 전환에 대비해 글로벌 컨소시엄인 G450C 연계한 450mm 공정장비 개발이 이뤄지고 반도체 핵심소재 및 장비부분품 국산화를 위한 기술개발과 차세대 PCB 기술 고도화 R&D를 통한 글로벌 신시장 선도도 중점 추진 방향으로 기획됐다.

이 중 최대 규모로 진행되는 ‘반도체 산업형 미래소자 원천기술개발’ 사업은 지난해에 이어 추가 투자와 아이템 발굴을 포함한 2차 추진이 이뤄진다.

세부과제로 ▲소자 전만 및 전력 절감 ▲재료기술 ▲공정공정 ▲측정기술 분야에 14개 과제가 포함된다. 이를 통해 미세화에 한계에 도달한 반도체 소자를 새로운 구조로 전환하기 위한 원천기술 연구를 진행한다.

정부출연금으로는 가장 큰 규모의 23억원의 예산이 투입되는 ‘차세대 반도체 소자용 에피성장(GaN, Si, SiGe) 원천기술 및 장비 개발’ 과제는 차세대 반도체 소자용 에피성장 원천기술 확보를 통해 해외 의존도가 높은 에피장비의 국산화율을 끌어올리기 위해 추진된다.

현재 차세대 10나노 이하 로직반도체의 성능 구현과 전력반도체 시장 확대에 따라 에피 장비 수요가 증가하고 있지만 대부분 해외에 의존하고 있어 중소기업의 독자개발이 어려운 실정이다.

미세기술 한계 돌파를 위해 선두기업 간 경쟁이 가속화되는 상황에서 3D 낸드플래시 경쟁력을 끌어올리기 위한 과제도 진행된다. 지난해 7월 삼성전자는 세계 최초로 셀을 24층으로 적층한 3D ‘V낸드’ 양산을 발표했다. 올해 상반기 도시바와 SK하이닉스의 3D 낸드 양산 발표도 예상된다.

‘3D 낸드 공정용 하드마스크 증착재료 및 증착장비 개발’ 과제는 3D 낸드 제조 공정에서 높은 적층수의 사이드 및 질화물(Nitride) 적층 구조를 식각하기 위해 기존 ACL 하드마스크 대비 내식각성이 2배 이상 향상된 하드마스크 증착재료를 개발하는것이 목표다.

웨이퍼 대구경화에 대비하기 위한 ‘글로벌 협력형 450mm 공정장비 개발’ 과제도 진행된다. 산업부에 따르면 2017년을 기점으로 반도체 웨이퍼의 450mm 대구경화 전환이 예상되는 상황에서 인텔, TSMC, 삼성전자 등 선도업체도 글로벌 컨소시움인 G450C를 통해 장비·재료 업체의 450mm 표준화를 유도하고 있는 상황이다.

과제를 통한 최종목표는 450mm 파일럿 라인에 사용될 수 있는 공정장비 기술 개발로 시장성 확보를 위해 G450C와 연계한 기술개발로 글로벌 기술경쟁력을 향상하고 국내 장비기업들의 450mm 전환점도 모색한다는 방침이다.

이밖에 ▲20um 두께를 갖는 후막 구리 공정 개발을 통한 인덕터 및 전력소자 개발 ▲PCB 공정을 활용한 고집적 GCB 공정 및 응용시스템 기술 개발 ▲투명 PCB용 광-전기 하이브리드 배선기술 개발 ▲시험평가 시스템 구축을 통한 차세대 반도체 장비용 핵심부품(진공펌프, 히터, 비전모듈) 개발 등에 과제가 신규로 공모된다.