[단독]삼성, 반도체 공정에 양자컴 심는다

삼성전자 관계자들이 경기 화성 사업장 클린룸 내부를 점검하고 있다. 삼성이 반도체 제조 핵심 공정인 노광 공정을 양자컴퓨터로 시뮬레이션하는 기술을 개발한다. 차세대 정보기술(IT)을 총동원해 반도체 집적도와 수율 혁신을 겨냥한 프로젝트다.

삼성그룹의 시스템통합(SI) 계열사인 삼성SDS가 연구를 맡았으며 올해 하반기 중 기술실증에 착수할 예정이다. 삼성SDS는 최근 양자컴퓨터를 활용해 노광 공정의 일부를 가상 구현하는 시뮬레이션 연산 기법을 개발하고 있다. 노광 공정은 빛을 이용해 웨이퍼에 미세 회로를 그려넣는 단계를 말한다.

노광 공정은 웨이퍼를 깎아 실제 회로를 새기기 전에 밑그림을 그리는 과정인 만큼 반도체 완성품의 품질을 좌우하는 주요 공정으로 꼽힌다. 이번 연구에는 양자컴퓨터와 고전 컴퓨터가 함께 활용된다. 삼성SDS는 양자컴퓨터로 시뮬레이션 핵심 연산을 수행하고 이 과정에서 생성한 정보를 고전 컴퓨터로 가공한다.

양자컴퓨터는 대규모 연산을 병목 없이 처리하는 중추 역할을 맡는다. 양자컴퓨터 이용 과정에서 발생하는 오류를 조기에 포착하고 바로잡는 데는 인공지능(AI)이 투입된다. 여러 첨단기술을 동원해 더 빠르고 정확한 노광 공정 시뮬레이션 설계 기술을 확보하는 것이 연구의 주된 취지다.

삼성SDS는 일부 알고리즘 확보에 성공했으며 하반기 중 기술실증을 통해 실효성을 검증할 계획이다. 기술 개발에 성공하면 삼성은 차세대 컴퓨팅 자원을 활용한 공정 효율화 역량을 선제적으로 갖추게 된다. 정교한 시뮬레이션은 반도체 패턴을 그리고 식각하는 데 드는 작업 시간과 비용을 줄여줄 것으로 기대된다.

삼성SDS는 이 기술을 별도 소프트웨어로 상품화하지 않을 방침이다. 이에 따라 향후 삼성전자와 기술을 공유하며 반도체 집적도 개선과 효율성 제고를 도모할 것으로 관측된다. 삼성전자는 반도체연구소를 통해 10년 넘게 공정 시뮬레이션 기술을 개발해왔다. 반도체연구소는 공정개발실에서 반도체 제품별·공정별로 연구 부서를 나눠 각 특성에 맞는 공정 최적화 기술을 연구하고 있다.