반도체 제조의 최전선

3차원화로 새로운 수요 대두

각종 반도체 디바이스에 새로운 구조의 물결이 밀려오고 있다. 공통점은 모두 수직 방향의 면적을 활용한다는 것. 이로 인해 소자의 구조가 복잡해지면서 제조 난이도가 급격하게 높아지고 있다.

수직 방향으로 보다 더 깊게, 수평 방향으로도 가공이 필요하기 때문이다. 이 어려운 과제에 도전하고 있는 것이 반도체제조장치 업체들이다. 그들은 첨단 반도체에 요구되는 정밀함과 처리 속도의 양립을 어떻게 실현할 것인가? 기술의 최전선을 취재했다.

제 1부 : 총론
로직·낸드에 이어 D램도 3차원화, 제조에 요구되는 정밀함과 속도의 양립

낸드플래시메모리, 로직 반도체에 이어 D램에도 3차원 구조의 물결이 밀려오고 있다. 이 ‘변혁’으로 인해 반도체제조장치 업체에 대한 요구도 달라졌다. 구조의 복잡화에 대응하는 정밀한 가공뿐만이 아니다. 기존의 수직 방향에서 수평 방향의 가공에 대한 요구도 높아졌다. 이것을 ‘어떻게 속도를 줄이지 않고 실현할 수 있을까?’에 대한 도전이 추진되고 있다.

신설 거대 물류센터인 이치카와미나미우편국에서

닛폰유빈(日本郵便)은 자사에서 처음으로 운반로봇(AGV)를 대량 도입했다. 지바현 이치카와시에 신설한 대형 우편국 ‘이치카와미나미 우편국’에서, 도요타자동직기의 AGV ‘KEY CART’를 59대 도입해 밤낮으로 가동하고 있다. EC의 대두 등으로 업무 효율화가 필요해졌고, 일손 부족 등의 문제도 있어 도입을 단행했다.

이치카와미나미 우편국은 지바현 이치카와시의 완간에 있는 물류시설 ‘Mitsui Fudousan Logistics Park(MFLP) 이치카와시오하마 II’의 1층을 통째로 빌려 운영하고 있는 우편국이다. AGV 이외에도 최신의 대형 소터(분류기) 등을 다수 도입했으며, 닛폰유빈이 ‘차세대형 우편국’이라고 부르는 최첨단 우편국이다.

닛폰유빈은 이번처럼 대형 물류 전용 시설을 빌려, 거대 물류거점을 구축하는 움직임이 활발하다. 예를 들면, 사이타마현 와코시에 있는 ‘도쿄북부우편국’도 그러한 유형이다. 다이와하우스공업이 시공한 물류시설의 1동을 통째로 빌렸다. 다만, 여러 층으로 나뉘어 있으면 AGV 등의 로봇을 도입하더라도 층 사이를 이동하려면 그 때마다 엘리베이터를 타야 하기 때문에 운반 효율이 나쁘다.

자트코, 양산 전의 EV에 일반인 첫 시승

자동차 변속기 대기업인 자트코(JATCO, 시즈오카현)가 상식을 뒤엎고, 새로운 대응을 시작했다. 간단하게 말하면 ‘개발 중인 부품을 탑재한 시제품 차량을 일반인이 타도록 하는 것’이다.

시제차를 부품 납품처인 자동차 업체가 평가하는 일은 자주 있는 일이다. 막혀 있는 테스트 코스에서 미디어 관계자가 시승하게 하는 일도 가끔 있다. 하지만 일반인에게 체험하게 하는 것은 매우 드문 일이다. 목적은 무엇일까? ‘극비’라는 선택지 말고는 없을 거라고 생각했었다. 그리고 “그렇게까지 해도 괜찮을까?”라고 놀랐다. 좋은 의미로.

자동차 부품의 개발 기간은 길다. 몇 년의 시간을 들여, 많은 기술자가 수많은 논의를 거듭하며 완성해 나간다. 고객인 자동차 업체의 요구로 사양을 변경하는 경우도 적지 않다. 그래도 소비자에게는 전혀 전달되지 않을 때도 있다. “4년간 꾸준히 개발해 온 부품이, 완성된 후에 거절을 당하면 그 때의 절망감은 이루 말할 수가 없다”(자트코의 베테랑 기술자).

자트코의 새로운 대응에 깜짝 놀랐다. 트라우마가 될 만한 사태를 피하고 히트 확률을 높인다. 이런 목적으로 자트코가 시작한 것이 개발 중인 부품을 탑재한 시제차를 일반인에게 평가받는 것이다. “양산 전의 시제 유닛을 탑재한 자동차를(일반인이) 시승하도록 한 것은 이번이 처음이다”(자트코 관계자). 경쟁사에 정보가 새나갈지도 모르지만, 그 리스크도 감안하고 내린 대응 방법이다.

휴대전화용 회선을 고전 전화기에 접목하여 무선 고정전화로 사용

‘무선 고정 전화’는 메탈 회선 대신에 무선 기술을 사용해 NTT동일본과 NTT서일본(이하, NTT동서)이 제공하는 고정 전화 서비스이다. 2024년 4월부터 일부 지역에서 서비스를 시작했다. 현재로서는 수익이 발생하지 않아 메탈 회선을 유지하기 어려운 지역에 한해 제공한다. 제도를 재검토해서 앞으로는 제공 지역이 넓어질 가능성이 있다.

무선기술에는 휴대전화 사업자로부터 빌린 휴대전화용 회선을 사용한다. NTT동서는 고정 전화 회선과 휴대전화 회선 사이에서 음성 신호를 변환하는 전용 어댑터를 개발. 이용자는 고정전화기에 이 어댑터를 모듈러 케이블(전화선)로 연결해 사용한다.

2024년 4월 시점에서 요금 체계는 NTT동서의 기존 고정 전화에 준하고 있지만 일부에서 차이도 있다.

-- 매우 비경제적 지역에 한정 --
NTT동서는 스스로 부설한 메탈 회선과 더불어 일부 지역에서는 광섬유 회선을 사용해 고정 전화 서비스를 제공해 왔다. NTT법에 따라 자기 설비로 전화 서비스를 제공하는 의무를 지고 있기 때문이다. 무선 고정 전화는 NTT동서가 타사 설비를 빌려 제공하는, 첫 고정 전화 서비스가 된다.

소특집을 편집하며
편집팀 리더 히라키 타쓰로(開 達郎) 씨

AI 기술의 눈부신 진보에 따라 우리의 일상생활 속에서도 AI를 이용할 기회가 늘고 있다. 최근에는 유저가 원하는 문장, 이미지, 회화 등의 컨텐츠를 만들어 낼 수 있는 생성형 AI가 보급되었고, 2030년에는 국내외 생성형 AI 시장은 현재의 10~20배로 성장할 것이라는 예측도 보고되고 있다.

이러한 배경에서 AI 기술의 가일층의 진전이 요구되지만, 고성능 AI를 현재의 하드웨어로 실현하려면 방대한 전력을 소비하는 것이 과제가 된다. 이 과제에 대해 전력 공급없이 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 메모리가 중요한 역할을 할 것으로 생각되면서, AI 하드웨어에 대한 적용이 활발하게 논의되기 시작했다.

그래서 본 소특집에서는 AI에 대한 응용이 기대되는 최신의 비휘발성 메모리 기술에 주목한다. 각 장에서는 심층학습에서의 비휘발성 메모리의 역할이나 각종 비휘발성 메모리 디바이스 기술의 최신 동향, 또한 그것들을 AI 기술에 응용한 실례 등에 대해서 각 분야의 연구자들이 해설한다.

미국 이외의 모든 규제 기관으로부터 승인

최근 철강 업계에서 큰 관심을 모으고 있는 것은 일본제철(日本製鉄)의 미국 철강 대기업 US 스틸 인수의 향방이다. 인수 금액은 2조 엔 규모로, 일본제철은 글로벌 사업 가속화의 일환으로 미국 시장을 장악하려 하고 있다.

올해 11월로 예정된 미국 대통령 선거를 앞두고 이번 인수 문제가 정치화되고 있는 점이 주목 받고 있지만, 사실 이번 인수는 일본재철의 탈탄소화 전략과 무관하지 않다. 일본제철은 탈탄소화 시책 중 하나로 용광로에서 탈피해 대형 전로(電爐)에서의 고급강 제조를 목표로 내걸고 있다.

한편, US스틸은 인수한 전로 제조사 Big River Steel의 기술을 보유하고 있어 전로 프로세스에 강점을 가지고 있다는 점에서 일본제철이 US스틸과의 상승 효과를 통해 전로 시프트를 추진하려는 의도를 엿볼 수 있다. 인수에 성공한다면 전로 등에 14억 달러 규모의 투자도 계획하고 있다.

지속가능성을 중시하며 수익력도 향상

◆ 강요되는 기업과 사회의 '지속성' 양립
신종 코로나 감염 확산과 기후변화로 인한 공급망 단절 등의 '불확실성'이 높아지는 가운데, 기업들은 '지속가능한 전환(SX)'의 필요성에 직면하였다.

SX란, 기업과 사회의 지속가능성의 양립을 목표로 하는 것이다.
기업이 자사의 수익력과 ESG의 '지속가능성'을 중시하고, 경영진과 투자가의 대화법을 개혁하기 위한 전략의 지침이다.

이 책은 '지속가능성이란 무엇인가', '어째서 미주 기업은 대응을 시작했는가', '대응하지 않으면 어떻게 되는가'와 같은 지속가능 경영의 기본부터 실제로 이익을 내기 위한 포인트, 테마별 매니지먼트 방법 등, 다양한 선진 기업의 사례를 쉽게 풀어서 설명한다.