엔비디아, 테슬라·삼성전자 차세대 핵심 기술 '테라헤르츠' 도입 관심

X-ray 넘는 투과력, 차세대 검사의 표준...유리기판 및 6G 통신으로 확장
AI 반도체 수율의 핵심, ‘하이브리드’ 공정 대응

[파이낸셜뉴스] “엔비디아는 모든 칩 공급사들이 반드시 EOTPR 시리즈(테라헤르츠 기반 장비)를 사용하는 것을 공식적 목표로 하는 것을 명시한 논문을 발표한 바 있다.”

최근 엔비디아 협력사인 T사 최고경영자(CEO)가 기자간담회에서 발표한 내용이다. 엔비디아 등 글로벌 공룡기업들이 차세대 공정의 '게임 체인저'로 테라헤르츠 기술을 지목하면서 업계의 이목이 쏠리고 있다.

실제 해당 기업은 설립 초기부터 삼성전자 등 글로벌 기업으로부터 투자를 유치하는 등 지속적인 협력을 하고 있다. 고객사 레퍼런스만 하더라도 엔비디아, AMD, 테슬라, 애플, 삼성전자, SK하이닉스 등으로 이름만 들어도 아는 공룡 기업들이다.

2일 관련업계에 따르면 테라헤르츠(THz) 기술은 전자기파 스펙트럼에서 마이크로파와 적외선 사이에 위치한 주파수 대역(약 0.1~10THz)을 활용한다. 물질 내부를 비파괴 방식으로 정밀 분석하거나 초고속·초저지연 통신에 활용할 수 있는 것이 특징이다.

엑스레이(X-ray)보다 안전하고 적외선보다 투과력이 높아 유리, 세라믹, 폴리머 등 비금속 소재 내부 구조를 고해상도로 관측할 수 있다. 이 때문에 테라헤르츠는 반도체 검사·계측부터 6G 통신, 더 나아가 유리기판까지 적용 범위가 빠르게 확장되는 핵심 기술로 평가된다.

AI 반도체가 고집적·다층 구조로 진화함에 따라, 테라헤르츠 기술은 '하이브리드(Hybrid)' 기술 영역에서 독보적인 존재감을 드러내고 있다.

먼저 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 검사다. 로직 반도체와 메모리를 적층할 때 범프(Bump) 없이 구리(Cu)와 구리를 직접 연결하는 하이브리드 본딩은 차세대 패키징의 필수 공정이다. 하지만 접합부의 미세 결함을 기존 방식으로는 찾아내기 어렵다. 테라헤르츠는 이 미세한 접합면을 비파괴 방식으로 정밀 스캔해 하이브리드 본딩의 완성도를 극대화한다.

또한, 기존의 광학 검사와 테라헤르츠의 투과 검사를 결합한 하이브리드 검사 시스템 구축이 가능해진다. 이는 겉으로 드러나는 패턴 결함과 내부의 물리적 균열을 동시에 잡아내어 AI 가속기와 HBM(고대역폭메모리)의 수율을 획기적으로 끌어올리는 핵심 인프라가 될 전망이다.

'유리기판'(Glass Substrate)의 확산 역시 테라헤르츠 부상의 배경이다. 유리기판은 신호 손실이 적고 미세 회로 구현에 유리하지만, 내부 미세 크랙이나 층간 결함을 외부에서 식별하기 어렵다. 엔비디아가 테라헤르츠 기반 비파괴 검사를 채택한 것은 유리기판이 AI 패키징의 주류로 자리 잡을 것을 전제로 한 전략적 선택이라는 분석이다.

6G 통신과의 시너지도 기대된다. 6G는 초고속·초저지연 구현을 위해 테라헤르츠 대역 주파수 활용이 유력하다.

최근 엔비디아는 글로벌 6G 연구 컨소시엄과 협력해 테라헤르츠 통신과 AI 가속 기술의 결합 가능성을 검증하고 있으며, 이는 AI 연산과 차세대 통신 인프라를 하나의 생태계로 묶으려는 전략으로 해석된다.

한편 시장조사업체 및 업계에 따르면 글로벌 테라헤르츠 기술 시장은 AI 반도체와 6G 수요에 힘입어 향후 연평균 25% 이상의 고성장이 예상된다.

업계 관계자는 “엔비디아가 테라헤르츠를 핵심 기술로 지목한 것은 단순한 장비 선택을 넘어, 하이브리드 본딩 등 차세대 AI 공정 표준을 선점하겠다는 선언”이라며 “관련 기술을 선제적으로 확보한 기업들의 가치가 중장기적으로 재평가될 가능성이 크다”고 말했다.

[e-mail] 김경아 기자