새로운 EUV 기술 혁신, 에너지 사용 줄이고 스마트폰 가격 낮출 수 있어
메디텍( MediaTek)의 Dimensity 9400 애플리케이션 프로세서(AP)가 300억 개의 트랜지스터로 구성되어 있다는 소식이 전해지면서 많은 이들이 이렇게 정밀한 부품을 어떻게 생산할 수 있을지 궁금해하고 있다. 이 복잡한 공정을 가능하게 하는 것은 극자외선 리소그래피(EUV) 기계 덕분이다. 이 기계는 실리콘 웨이퍼에 인간 머리카락보다 얇은 패턴을 새기는 데 사용된다.
이 기계를 만드는 회사는 네덜란드의 ASML이 유일하며, 이미 두 번째 세대의 EUV 기계가 출시되었다. 'High-NA'로 알려진 이 기계는 7nm 공정 이하의 집적 회로를 제작하는 데 도움을 준다. 하지만 이러한 기계를 설치하는 데는 막대한 비용이 들며, 이는 스마트폰 제조업체에 전가되고 결국 소비자에게도 영향을 미친다.
오키나와 과학기술대학(OIST)의 혁신적인 EUV, 칩 제조의 판도를 바꿀 수 있다
일본의 한 연구기관이 개발한 혁신적인 기술이 이러한 부품 제작 비용을 줄이고, 소비자가 부담하는 스마트폰 가격을 낮추는 데 도움을 줄 수 있다. 오키나와 과학기술대학(OIST)이 발표한 보고서에 따르면, 이러한 기술 혁신 중 하나는 반사 거울 수를 10개에서 4개로 줄인다는 것이다. OIST의 신타케 츠모루 교수의 저비용 설계는 기존 EUV 기계의 10%만의 전력으로 작동할 수 있다.
기존 EUV 기계와 OIST의 저비용 모델 비교 | 이미지 출처: OIST
OIST 보고서에 따르면, 새로운 기술이 두 가지 주요한 문제를 해결한다고 한다. 새로운 EUV 기계는 두 개의 거울만을 사용하는 광학 투영 시스템을 채택하고 있다. 두 번째 혁신은 EUV의 빛을 막지 않고 논리 패턴에 빛을 비출 수 있는 평면 거울을 사용한다는 것이다. 신타케 교수는 "이 발명은 잘 알려지지 않은 문제들을 거의 완전히 해결할 수 있는 획기적인 기술이다"라고 설명했다.
EUV 광선은 파장이 매우 짧아 투명 렌즈를 통과할 수 없기 때문에, EUV 기계에서는 초승달 모양의 거울을 통해 빛을 지그재그 패턴으로 유도한다. 빛이 중앙 축에서 벗어나기 때문에 기계의 전반적인 성능이 저하되는 문제점이 있다.
신타케 교수는 두 축 대칭 거울을 중앙에 작은 구멍이 있는 직선으로 정렬하면 우수한 결과를 얻을 수 있음을 발견했다. 기존 EUV 기계는 1MW 이상의 전력을 사용하고 설치 비용이 2억 달러 이상이지만, 혁신적인 저비용 기계는 100kW 이하의 전력을 사용하고 설치 비용이 1억 달러 미만이다. 또한, 일반적인 EUV 기계는 200W 이상의 광원을 필요로 하지만, 저비용 모델은 20W의 광원만 필요하다.
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