한국전자통신연구원(ETRI)은 자율주행·데이터센터 등 고성능 인공지능(AI) 반도체 핵심 소재로 사용될 신소재 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

이 기술은 기존 일본이 보유한 기술보다 전력을 95% 더 절감할 수 있는 첨단 반도체 칩렛 패키징 기술로, 공정을 기존 9단계에서 3단계로 줄였다.

이 기술은 반도체 웨이퍼에 ETRI가 개발한 신소재로 만든 비전도성 필름(NCF)을 붙인 후 타일처럼 생긴 칩렛을 넓은 면적에 쏠 수 있는 면 레이저로 1초 정도 쬐 경화하는 3단계로 이뤄졌다.

첨단 패키징 기술을 기반으로 하는 칩렛은 반도체 기판을 레고 블록처럼 구성하는 개념이다.

그동안 반도체 업계에서는 첨단 반도체 패키징 공정에 주로 일본 소재를 사용해 왔다.

하지만 공정이 9단계를 거치는 등 복잡한 데다 다양한 장비가 사용되고, 높은 전력 소모, 청정실 유지비용, 유해 물질 배출 등이 단점으로 지적됐다.

연구진은 반도체 웨이퍼 기판에 NCF를 적용한 후 다양한 웨이퍼에서 제작된 칩렛으로 타일을 만들어 1초 정도 면 레이저를 조사해 접합 공정을 완성하고, 후경화 공정으로 완료했다.

ETRI가 개발한 신소재에 레이저를 쏘면 반도체 후공정(패키징) 단계에서 세척·건조·도포·경화 등에 이르는 전 단계를 해결할 수 있다.

이 기술은 공정이 간단해 전체 20ｍ 이상인 생산설비를 4ｍ로 줄일 수 있다.

질소 가스도 필요 없어 유해 물질이 발생하지 않고, 세계 최초로 상온(25도)에서 집적 공정이 가능하다고 ETRI 측은 설명했다.

이일민 ETRI 창의원천연구본부장은 "최근 반도체 디스플레이 업계는 저전력 신공법을 누가 먼저 개발하느냐가 사활이 걸린 문제"라며 "세계적인 파운드리 회사가 해당 기술에 대한 공정성·신뢰성 평가를 진행하고 있어 우수 평가를 받을 때는 3년 내 상용화가 가능할 것"이라고 말했다.