아이멕, 신에츠화학의 300mm QST™ 기판에서 세계 기록인 GaN 항복전압 650V 초과 달성 - 뉴스와이어

650V라는 숫자가 얼마나 대단한 것인지 피부로 와닿지 않으실 수도 있어요. 하지만 반도체 업계에서는 정말 엄청난 기록이 하나 탄생했습니다. 바로 일본의 신에츠화학과 벨기에의 아이멕이 손잡고 이뤄낸 성과인데요.

아이멥에서 신에츠화학의 300mm QST 기판을 사용해 GaN(질화갈륨) 반도체 소자의 항복전압 650V를 넘어서는 세계 기록을 달성했다고 발표했어요. 사실 실제로는 800V 이상까지 견뎠다고 하니, 정말 놀라운 성과죠.

먼저 GaN이 뭔지부터 간단히 설명드릴게요. GaN은 질화갈륨이라는 화합물 반도체인데, 기존 실리콘보다 전력 효율이 훨씬 뛰어나요. 특히 고전압, 고주파 환경에서 성능이 우수해서 전기차 충전기, AI 데이터센터 전원장치 등에 꼭 필요한 소재랍니다.

그런데 문제가 있었어요. GaN을 실리콘 웨이퍼 위에 키우면 열팽창 차이 때문에 웨이퍼가 휘거나 갈라지는 일이 자주 발생했거든요. 특히 웨이퍼 크기가 커질수록 이런 문제가 더 심해져서, 300mm 대구경 웨이퍼로는 제대로 된 소자를 만들기가 어려웠어요.

여기서 신에츠화학의 QST 기판이 등장합니다. 이 기판의 특별한 점은 GaN과 열팽창계수가 거의 똑같다는 거예요. 쉽게 말해 온도가 변해도 GaN과 기판이 똑같이 팽창하고 수축해서 휘거나 갈라질 걱정이 없다는 뜻이죠.

신에츠화학은 미국 큐로미스로부터 이 기술을 라이선스 받아서 150mm, 200mm 기판을 만들어왔는데, 올해 9월부터는 드디어 300mm 샘플까지 제공하기 시작했어요.

아이멕은 이 300mm QST 기판을 받아서 5μm(마이크로미터) 두께의 HEMT 소자를 만들었어요. HEMT는 고전자 이동도 트랜지스터라는 뜻인데, 전자가 매우 빠르게 움직여서 고속, 고주파 동작이 가능한 트랜지스터예요.

결과는 대성공이었습니다. 300mm 기판에서 650V를 훨씬 넘어서는 800V 이상의 항복전압을 달성했고, 웨이퍼 전체에 걸쳐 균일한 성능을 보여줬어요. 이는 300mm SEMI 표준 기판에서는 세계 최고 기록이라고 해요.

이게 왜 중요한지 말씀드릴게요. 먼저 웨이퍼 크기가 커질수록 한 번에 더 많은 칩을 만들 수 있어서 생산비용이 크게 줄어들어요. 200mm에서 300mm로 늘리면 면적이 2.25배 늘어나거든요. 게다가 기존 실리콘 웨이퍼 생산라인을 그대로 활용할 수 있어서 설비 투자비용도 아낄 수 있고요.

특히 요즘 AI 데이터센터가 급속히 확산되면서 고효율 전원장치에 대한 수요가 폭증하고 있어요. ChatGPT 같은 AI 서비스를 돌리려면 엄청난 양의 전력이 필요한데, 이때 GaN 소자를 쓰면 전력 손실을 크게 줄일 수 있거든요.

아이멕은 이번 성과를 바탕으로 650V급 제품 개발을 마치고, 이제 1200V 이상의 더 고전압 제품 개발에도 나선다고 해요. 전기차나 산업용 장비에서는 더 높은 전압이 필요하거든요.

신에츠화학도 발빠르게 움직이고 있어요. 현재 150mm, 200mm QST 기판 생산설비를 확충하고 있고, 300mm 기판의 본격적인 양산 준비에도 박차를 가하고 있답니다. 이미 국내외 많은 고객사들이 이 기판을 평가하고 있고, 실용화 단계에 접어들었다고 해요.

생각해보면 우리가 일상에서 쓰는 스마트폰 충전기부터 전기차, 그리고 AI까지, 모든 것이 더 효율적이고 빨라질 수 있는 기초 기술이 하나 더 완성된 셈이에요. 반도체 기술의 발전이 우리 생활을 어떻게 바꿔놓을지 정말 기대가 되네요.

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IMEC Achieves a World-record GaN Breakdown Voltage Exceeding 650 V on Shin-Etsu Chemical’s 300-mm QST™ Substrate - 뉴스와이어

전기를 더 효율적으로, 더 안전하게 사용할 수 있다면 어떨까요? 특히 AI 데이터센터나 전기차처럼 막대한 전력을 필요로 하는 분야에서 말이에요. 최근 반도체 업계에 흥미로운 소식이 전해졌어요. 일본의 신에츠화학과 벨기에의 세계적 반도체 연구기관 IMEC이 함께 만들어낸 성과가 바로 그것이거든요.

IMEC에서 신에츠화학의 300mm QST™ 기판을 사용해 무려 650V를 넘는 항복전압을 달성했다고 발표했어요. 이게 왜 중요한지 궁금하시죠? 항복전압이 높다는 건 더 큰 전압에도 견딜 수 있다는 뜻이거든요. 쉽게 말해서 더 안정적이고 효율적인 전력 처리가 가능해진다는 거예요.

여기서 핵심은 바로 질화갈륨(GaN)이라는 소재예요. 기존에 많이 쓰던 실리콘보다 훨씬 뛰어난 성능을 자랑하는데, 문제는 크기가 커질수록 제조가 어려워진다는 점이었어요. 특히 300mm 크기의 대형 기판에서는 휘어짐이나 균열 같은 문제 때문에 실용화가 힘들었거든요.

그런데 신에츠화학의 QST™ 기판이 이런 문제를 해결했어요. 이 기판의 특별한 점은 열팽창 계수가 질화갈륨과 잘 맞다는 거예요. 온도가 변해도 소재들이 비슷하게 팽창하고 수축하니까 휘어짐이나 균열 없이 안정적으로 성장할 수 있는 거죠.

IMEC의 연구팀은 독일 Aixtron사의 첨단 장비를 사용해서 5마이크로미터 두께의 고전압 GaN HEMT 구조를 만들었어요. HEMT는 'High Electron Mobility Transistor'의 줄임말로, 전자의 이동성이 매우 높아서 기존 실리콘 트랜지스터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 작동하는 소자예요.

결과는 정말 놀라웠어요. 목표였던 650V를 훨씬 뛰어넘어 800V 이상의 항복전압을 달성했거든요. 게다가 기판 전체에 걸쳐 균일한 성능을 보여줬어요. 이는 300mm 크기 기판에서는 세계 최고 기록이라고 해요.

왜 300mm 크기가 중요할까요? 반도체 제조에서는 기판이 클수록 한 번에 더 많은 칩을 만들 수 있어서 단위당 생산비용이 줄어들거든요. 기존 실리콘 웨이퍼 생산라인을 그대로 활용할 수 있다는 것도 큰 장점이에요.

신에츠화학은 이미 150mm와 200mm QST™ 기판을 생산하고 있었는데, 이번에 300mm 버전까지 성공적으로 개발하면서 다양한 크기의 제품 라인업을 완성했어요. 현재 많은 국내외 고객들이 전력 소자, 고주파 소자, LED 소자 등 다양한 용도로 평가를 진행하고 있다고 해요.

특히 요즘 AI 데이터센터가 급속히 확산되면서 전력 공급 장치에 대한 관심이 높아지고 있는데, 이런 분야에서 실용화를 목표로 개발이 활발히 진행되고 있어요.

IMEC은 앞으로 650V 제품에 이어 1200V 이상의 내전압을 가진 모델도 개발할 계획이라고 밝혔어요. AI 데이터센터는 물론이고 산업용 장비, 자동차 분야까지 적용 범위를 넓혀갈 예정이에요.

이런 기술 발전이 우리 생활에 어떤 변화를 가져올까요? 우선 전기 사용 효율이 높아져서 에너지 절약이 가능해져요. 전기차의 경우 더 빠른 충전과 더 긴 주행거리를 기대할 수 있고, 스마트폰이나 노트북 같은 전자기기들도 더 오래 사용할 수 있게 될 거예요.

데이터센터에서도 전력 효율이 개선되면 서버 운영비용이 줄어들고, 결국 우리가 사용하는 클라우드 서비스나 인터넷 서비스 비용도 낮아질 수 있어요. 환경적으로도 전력 소비가 줄어들어 탄소 배출량 감소에 기여할 수 있고요.

신에츠화학은 현재 150mm와 200mm QST™ 기판 생산 시설을 확장하고 있으며, 300mm QST™ 기판의 대량생산을 위한 작업도 진행하고 있어요. 미국 캘리포니아의 QROMIS사와의 긴밀한 파트너십을 통해 기술 개발과 상용화를 가속화하고 있다고 해요.

이번 성과는 단순히 기술적 성취를 넘어서 지속 가능한 사회 구현에 한 걸음 더 다가선 것 같아요. 에너지를 더 효율적으로 사용할 수 있는 GaN 소자의 보급이 확산되면, 우리가 꿈꾸는 친환경적이고 지속 가능한 미래가 더 빨리 현실이 될 수 있을 거예요.

여러분은 이런 기술 발전이 가장 먼저 어떤 분야에서 체감되기를 기대하시나요?

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티처스 뮤추얼 뱅크 리미티드, 부미를 통해 신원 확인 간소화 - 뉴스와이어

 

혹시 은행에서 개인정보를 바꾸려고 했는데 "3영업일 정도 걸릴 예정입니다"라는 말을 들어보신 적 있나요? 주소 변경이나 연락처 수정 같은 간단한 일인데도 왜 이렇게 오래 걸리는지 답답했던 경험, 한 번쯤은 있으실 거예요.

그런데 호주의 한 은행에서는 이 문제를 완전히 다르게 해결했어요. 바로 티처스 뮤추얼 뱅크 리미티드(TMBL)라는 곳인데요, 개인정보 업데이트를 60초 만에 처리할 수 있게 만들었다고 해요. 3일에서 1분으로, 정말 놀라운 변화죠?

이 은행은 60년 된 역사 깊은 금융기관이에요. 교사, 의료진, 소방관, 대학생 등 특정 직업군을 대상으로 하는 4개의 브랜드를 운영하면서 22만 명의 회원과 110억 달러가 넘는 자산을 관리하고 있어요. 규모로만 봐도 작지 않은 은행이죠.

이런 큰 변화가 가능했던 비결은 바로 부미(Boomi)라는 AI 기반 자동화 플랫폼 덕분이었어요. 사실 TMBL은 이미 10년 동안 부미를 사용해왔던 단골 고객이었는데, 이번에는 한 단계 더 나아간 혁신을 시도한 거예요.

가장 인상적인 건 고객 경험의 변화예요. 예전에는 고객이 콜센터에 전화해서 "주소 좀 바꿔주세요"라고 하면, 직원이 "네, 처리해드릴게요. 3영업일 정도 걸릴 예정입니다"라고 답했어야 했죠. 하지만 지금은 고객이 온라인뱅킹에서 직접 정보를 수정하거나, 콜센터에 전화하거나, 심지어 지점에 가서 말해도 실시간으로 바로바로 반영돼요.

TMBL의 엔터프라이즈 애플리케이션 책임자 아누릿 발씨는 이렇게 설명했어요. "우리는 단순히 시스템을 업그레이드하는 게 목표가 아니었어요. 회원들의 일상적인 은행 업무를 더 쉽게 만드는 것이 진짜 목표였죠."

기술적으로는 어떤 일이 일어난 걸까요? 부미 플랫폼이 은행의 핵심 뱅킹 시스템, ERP, 그리고 각종 외부 시스템들을 하나로 연결했어요. 마치 여러 개의 섬을 다리로 연결해서 하나의 큰 대륙으로 만든 것처럼요. 덕분에 한 곳에서 정보가 바뀌면 모든 시스템에 실시간으로 반영되는 거죠.

특히 흥미로운 건 신원 확인(KYC) 프로세스의 자동화예요. 은행들은 법적으로 고객이 누구인지 정확히 확인해야 하는 의무가 있는데, 이 과정이 꽤 복잡하고 시간이 많이 걸려요. 하지만 부미의 RPA(로봇 프로세스 자동화) 기능을 활용해서 이런 업무들을 자동화했어요. 사기 탐지나 예외 상황 처리도 마찬가지고요.

발씨는 이에 대해 "규제 압력은 점점 커지고 있지만, 우리는 규정 준수를 그냥 의무적으로 해야 하는 일로만 생각하고 싶지 않았다"고 말했어요. "실시간으로 작동하는 시스템에 신원 확인과 사기 검사 기능을 자연스럽게 녹여넣어서, 더 빠르게 대응하면서도 미래 변화에 유연하게 적응할 수 있는 기반을 만들고 있다"고 덧붙였죠.

부미의 아시아 태평양 및 일본 최고기술책임자인 데이비드 이레키씨도 이 프로젝트를 높이 평가했어요. "비즈니스 혁신을 말로만 하는 것과 실제로 디지털 임팩트를 만드는 것 사이에는 엄청난 차이가 있다"면서 "TMBL은 규정 준수를 고객 서비스의 자연스러운 일부로 만들고, 직원들에게 더 빠르게 대응할 수 있는 도구를 제공했다. 이런 게 바로 모던 뱅킹이 추구해야 할 모습"이라고 평가했어요.

앞으로 TMBL은 여기서 멈추지 않을 계획이에요. 이번에 구축한 부미 기반 시스템을 활용해서 자금세탁방지(AML) 규제 대응도 더욱 강화하고, 고객 참여를 높이는 새로운 서비스들을 계속 선보일 예정이라고 해요.

이런 변화를 보면서 든 생각이, 결국 기술의 진짜 가치는 복잡한 걸 간단하게 만들어주는 데 있다는 거예요. 고객 입장에서는 그저 정보 수정이 빨라진 것 같지만, 그 뒤에는 여러 시스템을 하나로 연결하고 자동화하는 정교한 기술이 숨어있죠.

여러분도 최근에 은행이나 다른 서비스에서 "예전보다 처리가 빨라졌네?"라고 느낀 적 있나요? 아마 그 뒤에는 이런 디지털 혁신의 노력들이 있었을 거예요.

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