세부사업		국가첨단전략산업특화단지 연대협력지원(R&D)			내역사업			국가첨단전략산업특화단지 테스트베드 구축 지원
과제명		인공지능 및 1nm 이하급 초미세 시스템반도체 소자 실증 테스트베드 구축						안전관리형과제			-
								보안과제			-
산업기술분류		대분류	전기·전자	중분류			반도체 소자 및 시스템		소분류		기타 반도체 소자
개요 및 필요성		□ 개요 - AI 반도체 기술혁신에 필요한 1nm 이하급 미세공정에 최적화된 원자층 레벨의 공정 인프라를 구축하여 기 상용화된 GAA, FinFET, HBM 이후의 신규 공정·소자·장비 개발에 대한 IDM 및 반도체 소·부·장 업계의 수요 충족 □ 필요성 ㅇ 기존 컴퓨팅 연산과 대비되어 머신러닝 기반의 인공지능·IoT 기술의 발달로 반도체 소자에 요구되는 연산 능력 및 메모리 저장 능력은 극대화되는 중 - 고집적화를 통한 스케일링 방식이 계속되고 있으나, 수 nm 노드에 들어서면서 물리적 집적 한계 및 연산 처리 속도 제한, 고전력 소요 등 다양한 한계에 봉착 - 뉴모로픽 시스템을 타겟으로 한 시냅스 소자, 뉴런 소자, 퀀텀 컴퓨팅 구현을 위한 소자 등 Beyond 1nm 차세대반도체 기술 선점 필요 ㅇ 특히, 고성능 AI 모델의 대량 연산 요구를 충족하기 위해 CIM 아키텍처 확보가 필수적이며, 이를 위한 기존 MOS 공정과 호환되면서도 차별화된 실증 인프라 필요 * CIM(Computing in Memory) : 로직과 메모리반도체가 하나의 칩에 결합된 구조 * MOS(Metal Oxide Semiconductor) : 금속산화물 반도체로써 기본 8대 공정을 통해 제작하는 대표적인 반도체 작동 방식 - 3D 나노시트, CFET 등 새로운 분야의 구조 연구 및 실증에 특화된 인프라 구축 필요 ㅇ 국가첨단전략산업은 첨단 시스템반도체와 연관산업에 미치는 파급효과가 현저한 반도체 산업 등을 반도체 첨단전략산업의 범위로 하고 있음 - 첨단전략산업 초격차 확보 차원에서 AI 반도체에 적용 가능한 차세대 1nm 이하 초미세 시스템반도체 소자의 연구 및 실증 지원 필요 - 이를 선도기업(IDM)과 반도체 소·부·장 및 설계 기업이 집적하고 있는 국가첨단전략산업 반도체 특화단지를 ‘AI 반도체 테스트베드’로 조성하여 집중 추진
과제목표		□ 1nm 이하급 초미세 반도체 소자와 공정에 활용 가능한 실증 인프라 구축 □ 국가첨단전략산업 반도체 특화단지 연계 소재·부품·장비 기업의 차세대 반도체 기술 신규 제품화 실증 지원
과제내용		□ 테스트베드 기능 및 역할 구축 - (장비 구축) 1nm급 게이트 채널 구현, 유전체 증착과 선택적 원자층 증착, 식각이 가능한 반도체 장비 구축 및 공정 개발 - (소자 실증) 국가첨단전략산업특화단지 소부장 기업과의 연구-실증화 프로세스를 통해 IDM 기업 공정에 적용할 수 있는 신규 소자 제품화 대응 □ 본 과제 추진 내용을 포함한 국가첨단전략산업특화단지 산업생태계 조성 및 종합 육성계획 수립
주요 구축 인프라		□ 원자층 레벨 공정 장비 구축, 차세대 2D, 3-5족 성장 및 미세 소자 공정장비 구축 - Beyond 1nm급 3D(GAA & C-FET) 반도체 소자 제작 시 필요한 원자층 증착 장비 (Atomic Layer Deposition), 원자층 에칭 장비(Atomic Layer Etching) 및 이들의 클러스터 챔버(Premium Cluster ALD system 또는 iOV CX2 이상급 ALD&ALE 연계 장비 구축) - Beyond 1nm급 3D(GAA & C-FET) 반도체 소자 구현을 위한 선택적 원자층 증착법(Area Selective Atomic Layer Deposition) 장비(Atomic-Classic 급 AS-ALD장비) - Beyond 1nm급 3D(GAA & C-FET) 반도체 채널(2D, III-V) 소재 형성을 위한 MOCVD 장비(ENDURA-5500급 MOCVD 장비) - 미세 패터닝을 위한 나노리소 및 패터닝 장비(Ma6, Raith 150-2, FPA3000-I4 급 장비) * 소자 제작을 위한 유전체, 열처리, 및 패키징 장비(타 기관 후공정 장비 연계) * 구조 및 전기특성 평가를 위한 고해상도 이미징 기술 및 분석/측정기술 (타 기관 분석/측정 장비 연계)
성과측정지표		□ 반도체 전용 장비 도입(5대 이상) □ 도입 장비의 반도체 소자 개발 활용 비율(80% 이상) □ 도입 장비를 이용한 장비 개발 활용 비율(75% 이상) □ 반도체 소자 제작 공정 확보 건수(5건 이상) □ 기업지원 및 제품화 건수(10건/5건) 등
활용방안 및 기대효과		□ 활용방안 - 국가첨단전략산업 반도체 특화단지 내 선도기업인 IDM 기업 및 인접한 반도체 소재·부품·장비 기업 대상 공동 인프라로 활용하여, 핵심적인 AI 반도체 테스트베드 역할 및 특화단지 내 선도기업-후방기업 간 공동연구 및 실증화 지원 □ 기대효과 - 차세대 반도체 공정 소재·장비에 대한 원천기술 확보 및 공급망 내재화를 통한 기존 MOS 공정 개편에 선제 대응 및 소재·부품·장비 기업의 신규 사업영역(장비·소재) 확보 - 인공지능 및 beyond 1nm 시스템반도체 소자 신기술 확보를 위한 개방 협력형 실증화 시설 운영으로 차세대 반도체 개발 기술 선점을 통해 글로벌 반도체 시장경쟁력 우위 확보
전체 연구개발기간		’24 ∼ ’28 (5년)				총 정부지원연구개발비				4,200백만원 이내 (’24년 300백만원)
연구개발기관	주관	□기업 ■대학 ■연구소 ■비영리법인 □제한없음
	공동	□기업 ■대학 ■연구소 ■비영리법인 □제한없음