원자력연-SK하이닉스 반도체 방사선 검증 '협약

8년째 양성자가속기 이용자로 신청… 원자력연 "국제기준 맞추려면 성능 업그레이드해야"

한국원자력연구원은 SK하이닉스와 경주 양성자과학연구단에서 반도체 방사선 검증과 관련한 상호협력 협약을 체결했다고 29일 밝혔다.

협약식에는 임인철 원자력연 원장 직무대행과 송준호 SK하이닉스 부사장을 비롯한 양 기관 주요 관계자가 참석했다.

이번 협약은 국내 원자력기관이 SK하이닉스와 체결했다. 

임인철 한국원자력연구원 원장 대행(왼쪽)과 송준호 SK하이닉스 부사장이 28일 협약을 체결한 뒤 기념촬영했다..(사진=한국원자력연구원)

SK하이닉스는 지난 2018년부터 8년간 과제 수행을 위한 이용신청서를 내고 반도체 방사선 영향 등을 평가해왔다. 

최근에는 반도체 소자를 누리호 5차와 함께 발사될 국산 소자 부품 검증위성 'E3T 2'에 탑재해, 실제 우주 환경에서 동작 안정성과 성능을 검증하는 실증연구를 추진 중이다.

반도체 방사선 평가는 반도체 제조 업체에 필수다. 지구로 날아드는 방사선이 반도체에 부딪히면 오작동이나 손상을 일으킬 수 있다. 이 때문에 자동차나 위성 등 이동기기용 반도체는 방사선 내성 검증이 반드시 필요하다.

경주 양성자가속기는 우주·대기방사선이 반도체에 미치는 영향을 지상에서 모사·평가하는 데 활용되는 대표적인 양성자빔 연구시설이다. 반도체를 우주나 상공에 보내기 전, 지상에서 방사선 내성을 미리 시험하는 핵심 장비로 쓰인다.

이번 협약을 통해 양 기관은 △양성자가속기 및 연구용원자로 ‘하나로’ 시설의 양성자· 중성자빔 타임 공동 활용 △실제와 유사한 대기방사선 및 우주방사선 환경을 모사하기 위한 반도체 등의 고에너지 양성자·전자·감마선·중성자 빔 이용방안 공동연구 △그 밖에 협약 목적 달성에 필요한 협력 사항 등을 추진한다.

원자력연은 반도체·우주 분야의 고에너지 시험 수요에 대응하기 위해, 현재 100 MeV 양성자가속기의 200 MeV급 성능 확장 가능성을 검토하는 선행연구개발(R&D)을 진행 중이다.

김기상 원자력연 운영지원팀장은 "최근 양성자가속기 빔라인 이용자가 꾸준히 늘고 있다"며 "특히, 반도체 방사선 영향평가를 국제기관이 권고하는 기준에 맞추기 위해서는 성능 확장이 불가피하다"고 언급했다.

임인철 원장 직무대행은 "이번 협약은 국가 대형연구시설과 세계적인 반도체 기업의 연구역량을 결합해 반도체 방사선 신뢰성 평가기술을 한 단계 발전시키는 출발점"이라고 말했다.

송준호 SK하이닉스 부사장은 “반도체가 적용되는 환경이 지상을 넘어 우주와 자율주행 등 극한 환경으로 확장됨에 따라, 방사선 신뢰성은 더 이상 선택이 아닌 필수가 됐다”며 “방사선 신뢰성 평가 기술의 내재화를 가속화하고, 기술 경쟁력을 확보함으로써 글로벌 반도체 방사선 신뢰성 생태계를 선도해 나갈 것"이라고 밝혔다.

한편 한국원자력연구원과 SK하이닉스는 이날 협약에 이어 'SK하이닉스 반도체 방사선 신뢰성 연구센터' 개소식도 개최했다.