차세대융합기술원, 반도체 기술 국산화 ‘전진기지’ [핫이슈]

차세대융합기술원 반도체 소부장 테스트베드

차세대융합기술원 전경. 차세대융합기술원 제공

차세대융합기술원에서 구축 중인 ‘반도체 소부장 요소기술 테스트베드’는 중소기업을 비롯해 중견기업, 연구기관, 대학 등에 개방되는 공동 R&D시설이다. 테스트 베드는 중소기업 등에서 갖추기 힘든 고가의 장비를 도입해, 반도체 소재·부품·장비 기술에 대한 성능 및 신뢰성 검사를 수행할 수 있다. 신뢰성과 전문성을 갖춘 차세대융합기술원의 테스트베드는 반도체 소부장 기술의 국산화의 전진기지 이자, 두터운 반도체 산업 생태계 조성을 위한 요람으로 자리 잡고 있다.

■ 반도체 소부장 국산화 이끄는 공동 R&D시설

(왼쪽부터) ①차세대융합기술원에 도입된 EMI차페평가장비. ②차세대융합기술원 테스트베드에 설치된 엑스선/오제전자 분광기. 차세대융합기술원 제공

차세대융합기술원 테스트베드는 2022년부터 3년간 414억원의 예산을 투입해 조성 중으로 4천862㎡ 규모의 공간에 반도체 관련 고도 분석 및 신뢰성 평가용 장비를 갖추고 있다.

도입된 장비는 ‘수차보정 전계방출 투과 전자현미경’ 등을 비롯한 총 24종으로 해당 장비들은 수십억원의 가격을 호가한다.

높은 가격 때문에 중소기업과 연구기관, 심지어 대기업들도 모두 갖추기에는 부담되는 장비들이다.

또 크기 역시 상당해 규모 있는 시설이 수반되고, 장비를 가동하고 운영하는 것에도 박사급의 전문 인력이 필요하다.

하지만 해당 장비들은 R&D에는 필수적인 검사 장비들로, 기술 개발을 원하는 기업 입장에서는 대규모의 투자를 결심해야 하기 때문에 쉽게 나서기 어려운 것이 현실이다.

융기원이 구축한 테스트베드는 이런 상황에 놓인 기업들을 위해 장비 대여가 가능한 공동R&D 기반시설을 구축, 국산화 개발기간 및 비용 단축을 지원한다.

반도체 소부장 중소기업 지원에 방점이 찍힌 만큼 테스트베드에 구축된 장비는 도내 반도체 소부장 중소기업을 대상으로 진행한 사전 수요조사 결과에 기반해 도입했다.

융기원은 테스트베드 구축으로 효과로 중소기업 기술개발 수준 향상 및 반도체 소부장 핵심품목 20종의 국산화율 상승을 기대하고 있다.

이렇게 확보된 경기도 반도체 산업의 경쟁력을 통해 한국 반도체 산업의 우위를 유지하고, 글로벌 초격차를 이어가겠다는 포부다.

■ 국산화 넘어 역수출까지 결실 맺기 시작한 테스트베드

‘기술개발-성능검증-양산성 평가’ 전주기 개발 모델 모식도. 차세대융합기술원 제공

융기원의 테스트베드를 통한 성과는 지난해부터 속속 도출되고 있다. 대표적인 사례로 ‘W-seal type 가스켓 필터’를 꼽을 수 있다.

해당 품목은 반도체 공정의 가스 배관용 소모성 부품으로 전량 미국과 일본을 통한 수입에 의존한 제품이었다.

하지만 지난해 융기원 테스트베드의 지원으로 성형 시 성형압 균일도 등 기존의 기술적 문제점 해결하면서 국산화에 성공했다.

국내 특허출원이 이뤄진 뒤에는 일본에도 진출했다.

일본 현지에서도 성능검증을 합격하고 양산이 이뤄져 일본에서 5억원의 매출을 올렸다.

전량 해외수입에 의존하던 반도체 부품이 융기원 테스트베드의 지원을 통해 일본 역수출에 성공한 것이다.

이 같은 성공에는 테스트베드의 장비 대여뿐 아니라 기술애로분석, 단기기술지원, 고도분석 프로그램 등 테스트베드의 직접적인 기술 지원이 작용했다.

테스트베드를 통한 기술개발 직접 지원은 2023년 55건, 2024년 1월부터 9월까지는 51건이 이뤄졌다.

또 양산검증을 위해 테스트베드와 미니팹(Mini-FAB)을 연동한 ‘기술개발-성능검증-양산성 평가’ 전주기 지원모델을 구축했다.

융기원은 해당모델을 적용해 현재 용인 소부장 특화단지 1기 R&D 사업의 일환으로 핵심 소부장 3개 품목을 수요기업과 공급기업 협력모델로 개발하고 있다.

차석원 차세대융합기술원 원장 “반도체 소부장 테스트 베드, 생태계 구축하는 밑거름 될 것”

차석원 차세대융합기술원 원장. 차세대융합기술원 제공

차세대융합기술연구원이 주관하는 반도체 소부장 테스트베드 구축 사업이 마무리 단계에 접어들고 있다. 해당 사업은 국내 소부장 기업들의 기술성숙도를 6단계에서 7단계 이상으로 발전시키는 것을 목표로 하고 있으며 이를 위해 2022년부터 3년간 414억원의 예산을 투입해 조성 중이다. 국내 중소기업의 기술력 강화와 반도체 산업의 자립도 향상을 위한 핵심 사업으로 자리 잡아가고 있는 ‘융기원 반도체 소부장 테스트 베드’의 청사진을 차석원 차세대융합기술원 원장에게 들어봤다.

Q. 테스트베드 얼마나 구축됐나
A. 테스트베드는 융기원 B동과 C동, 그리고 경기도반도체기술센터(E동) 등에 총 4천862㎡ 규모로 구축하고 있다. 이 공간에는 기업들이 자유롭게 활용할 수 있는 분석실, 공동개발지대, 클린룸 같은 첨단 연구 시설이 들어가 있다. 장비 도입도 순조롭게 진행되고 있는데 투과전자현미경을 비롯한 24종의 고성능 장비가 계약됐으며, 현재 7종은 이미 도입돼 운영 중이다. 나머지 장비도 올 상반기까지 단계적으로 도입될 예정이다.

Q. 테스트 베드에 대한 기업들의 관심 높다는 데
A. 지난 3년 동안 융기원의 테스트베드에서는 총 3천750건의 시험·분석이 이뤄졌다. 이 중 82.9%는 외부 기업이 활용한 것으로 많은 기업이 테스트베드 인프라를 적극적으로 활용해 기술 개발에 도움을 받고 있음을 보여준다. 기술 지원도 활발히 이루어졌는데 지금까지 183건의 고도분석 기술지원을 제공했으며, 산업통상자원부의 융합혁신지원단 역할을 수행하며 100여 건 이상의 기술개발 지원을 완료했다. 이를 통해 기업의 기술 문제 해결 뿐만 아니라 상용화 가능성을 높이는 데 기여하고 있다.

Q. 향후 계획은
A. 용인 소부장 특화단지 1기에서는 3개의 핵심 품목이 실증 단계에 진입하며, 수요-공급 협력 모델이 자리 잡고 있다. 안성 2기 소부장 특화단지와 경기도 반도체 메가클러스터 사업도 본격적으로 추진되고 있어 반도체 산업 생태계 확장을 기대하고 있다. 이 외에도, 연구원은 올까지 테스트베드 사용자 예약 및 관리 전산 시스템을 구축하고, ‘국가표준기본법’ 등에 따라 운영되는 공인기관 인정제도 한국인정기구(KOLAS) 공인기관 등록을 통해 사업의 공신력과 신뢰도를 더욱 높일 계획이다.

또 이번 사업은 단순한 기업 지원을 넘어, 경기도와 국내 반도체 산업 전반에 긍정적인 변화를 가져올 것으로 기대하고 있다. 테스트베드는 안정적이고 지속 가능한 반도체 산업 생태계를 구축하는 중요한 밑거름이 될 것이다. 앞으로도 융기원은 탄탄한 기술력과 인프라를 기반으로 지역 경제의 활력을 높이고, 도내 반도체 기업들이 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있도록 든든한 지원을 이어가겠다.

안형철 기자 goahc@kyeonggi.com