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200mm 단결정 다이아몬드 성장…AI 반도체 기판 개발
김하린 기자
다이아몬드 파운드리가 지름 200mm 단결정 다이아몬드를 공개했다. 회사는 이를 AI 반도체의 열을 분산하는 기판으로 개발하고 있다.
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다이아몬드 파운드리(Diamond Foundry)가 지름 200mm의 단결정 다이아몬드를 성장시켰다. 회사는 이 소재를 AI 반도체의 열을 분산하는 반도체 기판으로 개발하고 있다.
회사는 5일 공식 발표에서 ‘D200mm’라고 이름 붙인 결정을 세계 최초의 200mm 단결정 다이아몬드라고 소개했다. 작은 조각을 이어 붙이거나 여러 결정립을 결합한 재료가 아니라 전체가 하나의 결정 구조를 이룬다고 설명했다.
마틴 로셰이젠(Martin Roscheisen) 다이아몬드 파운드리 CEO는 “한때 거의 불가능해 보였던 이정표”라고 말했다. 회사는 이번 성과가 25년간 이어진 연구개발의 결실이라고 설명했다.
단결정은 재료 전체가 하나의 연속된 결정 구조를 갖는 상태다. 다결정은 여러 결정립이 맞닿아 있어 그 경계가 열 흐름과 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다.
다이아몬드 파운드리는 2023년 11월 지름 100mm 단결정 다이아몬드 웨이퍼를 발표했다. 이번 결정은 지름 기준으로 두 배 커졌으며, 당시 100mm 웨이퍼 발표와 이어지는 대형화 성과다.
지름 200mm는 반도체 생산에 쓰이는 웨이퍼 규격과 맞닿아 있다. 웨이퍼 크기가 기존 규격과 같다고 해서 현재 생산라인에 곧바로 투입할 수 있는 것은 아니다.
다이아몬드가 반도체 소재로 거론되는 이유는 높은 열전도율이다. 회사는 이 특성을 이용해 AI 프로세서에서 발생한 열을 소재 차원에서 분산할 수 있다고 설명했다.
크립토브리핑(Crypto Briefing)은 다이아몬드 파운드리가 고전력 프로세서의 열을 빼내기 위한 소재로 다이아몬드를 내세우고 있다고 보도했다. 다이아몬드 파운드리는 단결정 다이아몬드를 칩의 기판으로 활용하는 방안을 개발하고 있다.
다만 결정 성장과 완성된 기판은 다른 단계다. 회사가 공개한 시료는 연마를 마친 웨이퍼가 아니라 성장 직후의 결정이다.
회사는 2022년 독일 Audiatec을 인수하면서 관련 결정 성장 연구진과 기술을 확보했다. 회사는 이 인수로 기존 반응기 기술과 결정 성장 전문성이 결합됐다고 설명했다.
크립토브리핑은 다이아몬드 파운드리가 스페인에서 27억7000만달러(약 3조7534억원) 규모의 생산시설을 개발 중이며, 이 사업이 EU 칩스법과 연계돼 있다고 보도했다.
회사는 단결정 다이아몬드 생산능력을 늘리기 위해 스페인 내 시설을 확장하고 있다. 확장 계획에 따르면 단결정 잉곳 성장은 트루히요에서, 웨이퍼 절단과 표면 마감, 클린룸 포장은 사라고사에서 이뤄질 예정이다.
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