배경
반도체는 크게 메모리 반도체와 시스템 반도체 두가지로 나뉜다. 메모리반도체는 정보를 저장,기억하는 역할을 하는 반면, 시스템반도체는 연산등의 정보를 처리한다고 볼 수 있다. 한국에서의 반도체 산업은 미국의 텍사스인스투르먼트 제품을 반도체 패키징하는 하청으로부터 시작 되었다. 이후 한국을 대표하는 반도체 회사인 삼성전자, 하이닉스와 같은 굴지의 기업들이 탄생하게 되어 현재는 한국이 메모리 반도체 세계 시장의 70% 이상을 점유하고 있다. CERN 실험에서 사용하는 반도체 검출기는 시스템반도체의 일종으로 반도체 소자 제작(Fab) 측면에서는 선진국의 시스템반도체기술이 이미 선점되어 있다. 하지만, 시스템반도체의 패키징 분야에서는 한국의 기술력이 유럽이나 미국의 업체에 비하여 충분한 경쟁력을 가지고 있다.
경쟁력
㈜멤스팩은 지난 15년 동안 다양한 기업과 협업하여 시스템반도체, 국방용, 항공우주용 반도체의 패키징 분야에서 풍부한 경험을 쌓으며 시스템반도체 패키징 분야의 기술력을 확보해 왔다. 현재까지 CERN에서 필요로 하는 입자 검출기 등의 반도체 소자를 이용한 검출기 제품은 CERN에 참여하고 있는 국가의 국책연구소에서 R&D기반의 장비와 품질로 제품을 생산하고 있어, 전문 반도체 패키징 업체와 숙련 엔지니어의 지원이 필요하다.
㈜멤스팩은 2016년 ALICE2 Project를 시작으로 ALICE 검출기 제작 관련 R&D 및 건설에 참여해 왔다. LG이노텍을 포함한 반도체 산업용 제품 제작에 사용되는 자동화 공정과 세계 최고 수준의 반도체 패키징 전문 장비를 사용하여 한국이 반도체 검출기 제작에서 우수성을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 이 과정에서 CERN에 참여하는 미국 및 유럽 업체들과의 생산성과 품질을 비교했을 때 우수함을 확인하였다. 생산성 측면에서 ALICE3 모듈의 Die attach 작업에서는 기존 참여국가의 하루 약 2개 모듈 생산 수준과 비교했을 때, ㈜멤스팩이 국방용 및 항공우주용 반도체 생산에 사용 중인 Full Automatic Machine을 활용하면 하루에 20개 이상의 모듈을 생산할 수 있어, 생산성이 10배 이상 향상된다. CMS 프로젝트의 경우 미국 페르미 연구소에서 1개의 모듈 조립에 약 25분 소요되는 반면 ㈜멤스팩에서 반도체 산업용 양산에 사용하는 자동화 장비를 이용하면 동일한 시간에 10개 이상의 모듈을 생산할 수 있다.
비전
한국은 이미 반도체 패키징 분야에서 세계최고 수준의 역량을 가지고 있어, CERN의 준회원국이 되어 CERN에서 진행되는 여러 반도체 검출기 제작 입찰에 정식으로 경쟁할 경우, CERN이 제작해야 하는 다양한 반도체 검출기 분야에서 충분한 경쟁력을 바탕으로 많은 수주 기회를 얻을 수 있을 것이다.
특화된 종류의 반도체 검출기 제작을 위해서는 반도체 검출기 소자에 적합한 PCB 설계, 패키징 설계, 공정 설계, 그리고 공정 조건 파악 등의 엔지니어링 능력이 매우 중요하다. 이를 위해 한국의 반도체 기반 기술과 국책 연구 기관의 Fab 시설 및 연구원들의 지원을 받아서 CERN 뿐만 아니라 향후 미국의 연구소 등의 검출기 시장으로의 진출도 추진해야 한다.
