"반도체 계측·분석 기술이 미래"… 삼성·SK하이닉스 등 투자 활발

공정 복잡화 수율 확보 난항
인력 확대·자체 기술력 강화
해가 갈수록 고도화하고 있는 반도체 미세공정과 핀펫(FinFet) 공정의 확산과 함께 주요 기업이 반도체 계측 및 분석 기술력 확보에 박차를 가하고 있다. 특히 10나노 이하 반도체 공정에서는 계측의 정확성이 기업의 생산성, 칩 성능에 지대한 영향을 미치는 만큼 삼성전자, SK하이닉스 등 국내를 대표하는 반도체 기업들의 투자도 활발하다.

29일 업계에 따르면 삼성전자의 경우 올 들어 메모리, 시스템LSI 사업부를 합쳐 750여명 규모로 늘리는 등 계측 부서를 강화하고 있고, SK하이닉스 역시 대대적으로 박사급 전문인력을 채용하고 있다. 현재 계측 장비의 90% 이상을 대당 20억~30억원대인 미국산 장비에 의존하는 두 기업은 국내 기업들과 파트너십도 강화해 자체 기술력 확보에도 힘을 쏟고 있다.

우선 삼성전자는 메모리, LSI사업부 각각 계측기술그룹을 별도로 운영하고 있다. 올해 기준으로 오퍼레이터(현장 직원)를 포함해 시스템LSI는 300여명, 메모리사업부는 450여명에 달하는 계측 인력을 보유하고 있다. 관리, 검사뿐만 아니라 직접 계측기술과 관련한 솔루션을 개발하는 엔지니어도 150여명에 달하는 것으로 알려졌다.

SK하이닉스 역시 3D 낸드플래시 개발·생산을 시작하며 계측기술 인력을 대폭 늘리고 있다. 올해를 기점으로 박사급 계측기술 인력들을 대대적으로 채용하며 규모와 질적 측면에서 꾸준히 확대하는 추세다. SK하이닉스 관계자는 "미세공정의 복잡화에 따라 점진적으로 반도체 공정의 계측과 분석 인력을 늘리고 있다"며 "올해뿐만 아니라 내년에도 지속해 인력 규모를 늘려나갈 것"이라고 설명했다.

이처럼 주요 반도체 기업이 계측기술을 강화하고 있는 이유는 공정의 복잡화에 따라 수율 확보가 점점 어려워지고 있기 때문이다. 기존 평면 구조에서 3차원 구조인 핀펫 구조로 넘어갈수록 분석 과정이 난해해지고 있다는 설명이다. 어떤 경우에는 칩의 구조상 옹스트롬(빛의 파장, 원자 사이의 거리를 재는 데 사용하는 길이의 최소 단위로 0.1나노미터 수준)보다도 더 미세화한 접근이 필요하면서 아예 분석 자체가 어려운 사례도 발생한다.

이 가운데 미국계 장비업체들의 입김은 더욱 강해지고 있다. 반도체 계측 기술력을 강화하기 위한 글로벌 기업 간 인수합병도 활발하다. 가장 최근에는 장비 업계 최대의 빅딜 중 하나인 램리서치와 KLA텐코의 합병이 성사했다. 이번 합병을 기반으로 램리서치는 원자 단위 수준에서의 미세 계측과 정교한 분석 기술력을 확보한 것으로 알려졌다.

한편 계측장비의 국산화는 여전히 먼 상황이다. 반도체 장비 부문에 수십억달러 규모의 투자를 쏟아붓는 중국과 달리 사실상 정부의 지원도 끊긴 상태다. 국내 장비업계 관계자는 "현재 주요 반도체 기업이 사용하고 있는 미국산 반도체 분석 도구는 10나노 이하부터는 정확성을 담보할 수 없다"며 "정부 지원을 바탕으로 산학연이 협력해 선제적으로 관련 기술을 강화하면 시스템 반도체 시장에서 한국 기업이 경쟁력을 강화하는 밑거름이 될 것"이라고 설명했다.

황민규기자 hmg815@