AI 반도체는 학습 데이터를 단시간에 받아들이고 처리하는 프로세서입니다. AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 초고속·초전력으로 실행하는 효율성 특화 비메모리 반도체로, AI의 핵심 두뇌에 해당합니다.

 

AI 반도체는 패키지 형태로 고성능 칩렛 로직반도체(Chiplet CPU·GPU)와 광대역 초고속 메모리(High Bandwidth Memory·HBM)로 구성됩니다. 이를 구현하기 위해서는 이종칩 간 연결 기술인 플립칩 볼그리드어레이(FCBGA) 기술이 필요합니다. 이 기술을 적용하면 기술의 복잡성이 증대되고 패키지의 최종 칩 면적의 대형화가 되는 반면 칩의 두께는 초박형화가 요구되면서, AI 반도체의 휨 발생 문제가 대두됩니다. 또한 반도체 접합공정에 입열량 감소와 균일 접합 필요성 등 많은 문제가 발생합니다.

 

차세대 기술인 마이크로 LED 디스플레이 제조공정의 경우, 생산수율 증대와 성능 열화 최소화를 위해 대면적 동시가압 가열과 입열량 극소화를 통한 새로운 접합의 필요성이 늘고 있습니다.

 

레이저쎌 관계자는 "이번에 양산하는 300㎜ 대면적 가변형·고정형 면레이저 기술은 AI반도체와 마이크로 LED 디스플레이 제조공정에 필수적인 대면적 접합공정 수행에 최적화됐다"며 "생산공정의 수율을 대폭 향상시킬 수 있다는 평가를 받고 있다"고 말했습니다.

 

대면적 레이저빔 BSOM 시스템은 가로·세로 300㎜이상 레이저빔 크기도 용이하게 완성할 수 있고, 일반적인 점(Spot) 형태가 아닌 면(Area) 형태 광원을 통해 레이저 조사면의 균질화(Homogenized) 수준을 최저 90%가 넘게 성공했다고 합니다. 가로·세로300㎜는 반도체 웨이퍼기준으로 12인치에 해당합니다.

 

레이저쎌은 "순수 국산 자체기술인 BSOM 기술과 대출력 레이저 NBOL 기술과의 결합으로 고객이 원하는 300㎜ 이상 면레이저를 요구되는 에너지밀도로 한층 용이하게 만들 수 있게 됐다"고 설명했습니다. 레이저쎌은 300㎜ 이상 면레이저를 응용한 첨단 가압형 면레이저 장비인 'LC본더'와 비가압형 면레이저 장비인 'LSR' 레이저리플로우 시스템 구현이 차세대 레이저 광학기술분야, 첨단 AI 반도체 산업과 차세대 디스플레이 산업에서 한국의 소·부·장 기술을 한 단계 발전 시키는데 핵심 역할을 할 것으로 기대합니다.

 

레이저쎌 연구개발본부를 이끌고 있는 김남성 CTO는 "국내 최초 개발된 300㎜ 기반 면레이저 기술은 시장에서 요구하는 여러 문제점을 해결하고, 차별화된 높은 생산성을 달성할 수 있다"며 "최근 AI반도체 부족 상황을 해소할 수 있는 대면적 레이저 핵심기술과 하이파워 레이저 시스템 및 프로세스 응용기술과의 시너지를 기반으로 현재 여러 글로벌 반도체기업, 패키징 전문기업들과의 많은 협업을 진행하고 있으며 지속적으로 확대해 나갈 것"이라고 말했습니다.