'반도체도 DNA 분석 시대'..헥스에이아이랩스, AI로 칩 수명 예측

김진우 헥스에이아이랩스 대표(공학박사)/사진제공=헥스에이아이랩스

"'반도체 DNA 분석 기술'로 반도체 소자의 수명과 불량을 예측할 수 있는 AI(인공지능) 알고리즘을 개발했습니다. 반도체 제조업의 미래를 바꿀 기술로 평가받고 있죠."

김진우 헥스에이아이랩스(HEX A.I. Labs) 대표는 "검사 없이 반도체의 수명·불량을 예측할 수 있는 AI 기반 '반도체 DNA 분석 기술'을 업계 최초로 개발했다"며 "이 기술로 기존 반도체 평가 방식의 한계를 극복할 수 있다"고 말했다.

헥스에이아이랩스의 핵심 기술은 반도체 제조 초기 데이터를 기반으로 반도체의 DNA, 즉 '기기 유전자'를 분석하는 것이다. 이를 통해 물리적 신뢰성 테스트 없이도 반도체의 수명을 예측하는 게 가능하다.

기존 반도체 신뢰성 평가에는 3개월 이상이 소요되고 고가의 장비와 테스트 웨이퍼, 전문 엔지니어가 필요했다. 하지만 헥스에이아이랩스의 기술은 물리적 자원 없이 단 2시간 만에 96~98%의 정확도로 예측할 수 있다.

김진우 대표는 "특히 이 AI 알고리즘은 단순 신뢰성 평가를 넘어 반도체 제조 전반의 효율성과 정확성을 높이는 데 중점을 두고 있다"고 했다.

헥스에이아이랩스는 두 가지 AI 플랫폼 '가이야(GAIYA)'와 '콜럼버스(COLUMBUS)'를 개발했다. 가이야는 반도체 물리학과 신뢰성 모델을 학습한 AI 알고리즘이다. 신뢰성 평가 없이도 반도체 소자의 품질과 수명을 예측할 수 있다.

김 대표는 "전압이나 열적 스트레스 등 주요 신뢰성 요소를 96.5% 이상의 정확도로 예측한다"며 "비용·시간·웨이퍼 소모 없이 예측할 수 있는 AI 알고리즘"이라고 말했다.

콜럼버스는 반도체 단원자층 증착(ALD) 공정을 실시간으로 예측·제어하는 AI 알고리즘이다. 나노미터 두께의 반도체 박막 특성과 전기적 성질을 300mm 대면적 웨이퍼의 포인트별로 정밀 예측할 수 있다. 정확도는 99.2%에 달한다.

헥스에이아이랩스는 국내 및 일본 반도체 장비 회사들과 기술 개발 협약을 맺고 상용화도 추진 중이다.

김 대표는 "'반도체 DNA 분석 기반 신뢰성 예측 알고리즘'에 대한 특허를 등록했다"며 "또한 미국을 시작으로 원천 기술 관련 6건의 특허를 국내외에 출원했다"고 했다. 이어 "글로벌 시장을 선점하고자 박차를 가하고 있다"고 덧붙였다.

김 대표는 미국 노스캐롤라이나 주립대학교에서 박사 학위를 취득하고 미국 국립표준연구소(NIST)와 일리노이대학교 등에서 14년간 차세대 반도체를 연구한 전문가다.

그는 한국에 돌아와 삼성전자 수석 연구원으로 일하던 중 반도체 산업 현장에서 실물 평가와 선별 평가에만 의존하는 구조에 문제의식을 느꼈다고 했다. 태아 양수검사처럼 반도체도 DNA 분석이 가능하다면 근본 문제를 해결하고 불필요하게 폐기되는 웨이퍼를 대폭 줄일 수 있을 것으로 내다봤다. 이 같은 아이디어로 2024년 7월 공학박사 3명과 함께 회사를 설립했다.

김 대표는 "반도체와 AI 융합 기술은 대한민국의 차세대 성장 동력이 될 것"이라며 "기술로 반도체 산업의 패러다임을 바꾸겠다"고 말했다. 이어 "회사를 만들고 원천기술 개발에 몰두해 왔다"며 "다양한 반도체 분야로 기술을 확장해 새로운 표준을 정립하겠다"고 했다.

이두리 기자 ldr5683@mt.co.kr