전세계 반도체 제조 장비 시장이 점차 커지고 있다. 마켓앤드마켓 시장 조사에 따르면 프런트 엔드·백엔드·팹 시설 등 반도체 제조 장비 시장이 2028년까지 1,498억달러, 한화로 약 210조원으로 성장하며 연평균 10.4%씩 증가한다고 예상했다.

이에 정부는 반도체 산업의 기반이 되는 공정장비 R&D에 집중 투자하며 관련 기술과 기반 확보에 힘을 쏟고 있다. 최근 진행된 신규지원 과제기획 공청회에서 산업기술기획평가원(KEIT)이 내년도 R&D 투자방향과 신규 기획 중인 과제에 대해 소개했다.

반도체 공정 장비 분야 R&D 투자방향는 크게 △차세대 반도체 공정장비 기술 확보 △수요연계형 R&D 확대 및 공급망 강화-수출 경쟁력 강화 모델 발굴 △첨단 패키지 기술 기반 후공정 선도기술 개발 △반도체 고급인력양성 위한 R&D 양성 품목 발굴 지원 등 4가지로 설정됐다.

이정호 PD는 이 중 △반도체 고급인력양성 △PIM 인공지능 핵심기술 △첨단 패키지 선도기술 등 3가지 사업에서 신규과제가 있을 예정이라고 밝혔다.

이 PD는 “전체적으로 전공정에서는 수직 적층형 메모리 분야에 집중할 예정이며 후공정은 첨단 패키지와 Intergrated Metrology를 기획의 중점 방향으로 가져가고 있다”면서, “전력반도체 소부장 관련 사업 추진은 현재 없으며, 내년에서 내후년 초에 별도의 사업 계획 추진을 예정하고 있다”고 덧붙였다.

반도체 고급인력양성 사업에서 2025년 신규기획후보 대상과제는 22건으로 이 가운데 △반도체 공정장비 8건 △반도체 소재 5건이 포함돼 있다. 

반도체 공정장비 개발에는 △차세대 원자 수준 패터닝을 위한 선택적 원자층 증착·식각 공정 및 표면 분석기술 △원자층 in-situ 공정 이용한 inhibior-free 선택영역 증착기술 △무한 선택도 갖는 영역 선택적 메탈 전극 박막 증착 공정 △Cu dishing 조절 CMP slurry 설계 및 post CMP cleaning 원천 기술 △TSV CMP 계면 defect 개선 기술 등에서 기획 중인 것으로 공개됐다.

반도체 소재는 △반도체 공정향상과 VM 기술 위한 고정밀 플라즈마 간접진단 기술 △3D D램 대응 초고유전율 극박막 소재 및 공정 개발 △유리 인터포저 기반 2.5D 반도체 기판 제작 및 소자 실장 기술 개발 △Non-noble metal 소재 기반 페브로스카이트 전극·유기체 어셈블리 개발 등이 기획됐다.

특히, 내년부터 신규 추진되는 반도체 첨단 패키징 선도기술개발사업은 △기술선도형 △기술자립형 △글로벌 기술확보형 등 총 3개 내역사업에서 첨단 패키징 기술 확보를 지원할 예정이다.

먼저 기술선도형 첨단패키징 사업에는 총 사업비 1,257억원 규모로 5~10년 내 사용화 가능성이 높고 선도 경쟁사가 개발 중인 차세대 패키징 핵심기술 개발을 목표로 하고 있다. 전략과제에는 △칩렛 이종집적 패키징 △차세대 인터포저 △3D 패키징 등에서 개발이 추진된다.

기술자립형 첨단패키징은 총 사업비 1,167억원으로 글로벌 IDM 기업들이 양산 중인 고부가 모듈 구현에 필요한 패키징 기술과 검사 및 테스트 등의 소부장 개발을 목표한다. △2.5D 패키지 △Fan-out △FCBGA △테스트/검사 등 4개 부문에서 소재·장비 개발을 도모한다.

글로벌 기술확보형 첨단패키징에는 총 사업비 320억원으로  입과 지배력 확대를 위해 국제공동연구를 수행하는 사업이다. △글로벌 기술검증 플랫폼 구축 △사업총괄 과제가 내년도 신규과제로 기획돼 있다.

이 PD는 “반도체 고급인력양성 사업은 신진 연구자의 연구 기회를 높이기 위해 신진연구자 기획 제안을 보다 우대해 평가했다”면서, “첨단패키징 사업에서는 산업 수요에 대한 고려와 고부가가치 모듈 등에 대한 시장 연계성을 중점적으로 평가할 예정이다”라고 밝혔다.