대만 반도체 파운드리 기업 TSMC가 7나노(nm) 공정에 인공지능(AI)과 기계학습(ML)을 활용, 10억분의 1 이하 결점을 보이는 '무결점' 생산을 기록했다고 디지타임스가 24일(현지시간) 보도했다.
파운드리는 반도체 설계를 하는 팹리스(Fabless) 기업 제품을 위탁 생산하는 제조전문 기업이다. TSMC와 한국의 삼성전자 파운드리 부문, 두 곳만 7나노 이하의 미세공정 반도체를 생산할 수 있다. 다른 파운드리는 10나노 이상에 머물러 있다.
TMSC는 가장 앞선 파운드리 기술로 50% 이상의 점유율을 차지하고 있다.
TSMC는 지난 20일 블로그에 "2018년 4월부터 7나노 대량 생산에 돌입해 괄목할 만한 성과를 보였다"며 "우리는 수십 곳의 고객사에서 100가지가 훨씬 넘는 제품을 위한 7나노 칩을 생산해 왔다. 칩당 10억 개 이상의 트랜지스터를 가지고 있으며, 진정한 엑사 레벨(1조개 이상)의 7나노 트랜지스터를 생산했다"고 적었다.
TSMC는 자사의 대규모의 효율적인 제조가 단순히 많은 칩을 빠르게 생산하는 것 이상의 의미가 있다고 강조했다. 생산을 위한 모든 데이터를 수집하기 위해 장비에 광범한 센서를 배치했으며, AI와 ML로 효율적인 제조를 구현했다는 것이다.
블로그에는 또 "우리의 7나노 기술은 이전의 어떤 TSMC 기술보다 더 빠르게 대량 생산을 시작했다"며 "어떤 기술이라도 그렇듯이 칩 제조에도 완벽한 연습이 필요하다. 칩을 많이 만들수록 어디에서 결함이 발생할 수 있는지, 또는 어디에서 새로운 재료나 장비가 예기치 못한 결과를 초래하는지, 그리고 이러한 문제를 제거하고 공정을 최적화하는 방법을 더 많이 배워야 한다"고 밝혔다.
수많은 데이터를 활용한 ML 기술로 10억분의 1 수준의 무결점 생산이 가능했다는 설명이다.
특히 TSMC는 이를 바탕으로 높은 안전 사양이 요구되는 자동차 등급의 7나노 제품도 생산할 수 있다고 강조했다. 최신 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)과 자율주행에 필요한 부품은 정교한 기술과 함께 '균일한 생산능력'이 필요하기 때문이다. 탑승자의 안전에 직결된만큼 불량 제품의 발생을 0에 가깝게 낮춰야 한다는 것이다.
TSMC는 "첨단 기술은 본질적으로 항상 새로운 것이지만, 자동차 등급의 품질을 달성하는 데는 시간과 경험이 필요하다"며 "대량의 7나노 제조에서 축적된 경험과 학습으로 2019년 우리는 엄격한 자동차 품질 시스템에 적합한 품질과 신뢰성의 (차량용) 7나노 공정을 생산할 수 있었다. 당시 우리의 가장 앞선 기술을 자동차 고객사에 성공적으로 전달한 것"이라고 강조했다.
최근 TSMC는 7나노 제품에 이어 6나노 공정의 대량 생산을 시작했으며 하반기에는 5나노 공정의 대량 생산도 진행할 예정이다. TSMC의 5나노 공정으로는 애플과 엔비디아, AMD의 차세대 AI 반도체들이 생산된다.
