핵융합연, 세라믹기술원과 반도체 등 공정 소재 데이터 AI 기반 표준화

[충청뉴스 이성현 기자] 첨단 반도체 및 디스플레이 제조 공정의 효율성과 장비 수명을 획기적으로 끌어올리기 위해 국가 핵심 연구기관들이 플라즈마 공정용 세라믹 소재·부품의 내구성 데이터 표준화와 인공지능(AI) 기반 플랫폼 구축에 나섰다.

한국핵융합에너지연구원은 13일 한국세라믹기술원과 ‘플라즈마 공정용 세라믹 소재·부품의 내플라즈마 특성 데이터 개발 및 AI 기반 공동연구·활용 플랫폼 구축’을 위한 상호협력협약을 체결했다고 밝혔다.

반도체와 디스플레이를 제조하는 첨단 공정에서는 플라즈마를 활용해 나노 단위의 미세 소재를 깎아내는 식각이나 쌓아 올리는 증착 과정이 쉼 없이 반복된다.

이 핵심 과정에서 공정 장비 내부에 배치된 세라믹 소재와 부품들은 고에너지 플라즈마에 장시간 노출될 수밖에 없다.

따라서 소재나 부품이 플라즈마 환경에서 발생하는 강한 부식, 마모, 성분 변화 등을 견디며 얼마나 안정적으로 초기 성능을 유지하는지를 뜻하는 ‘내플라즈마 특성’을 객관적으로 평가하고 예측하는 기술은 제품의 수율 및 품질과 직결되는 핵심 요소다.

이에 따라 양 기관은 이번 협약을 통해 데이터 기반의 객관적이고 체계적인 평가 체계를 수립하기로 합의했다.

구체적인 협력 분야는 ▲세라믹 내플라즈마 특성 데이터 확보 및 데이터 기반 공동활용 플랫폼 구축 ▲세라믹 소재·부품 공동연구사업 발굴 및 추진 ▲연구자료·정보 공유와 연구 인프라 공동활용 등이다.

이날 협약식 전반부에서는 핵융합연 측이 '소재 플라즈마의 물성(내플라즈마 특성)의 표준화'를 발표하고 세라믹기술원 측이 '세라믹 표준'에 대해 발표하며 구체적인 실무 추진 방향을 심도 있게 논의했다.

양 기관은 각자가 보유한 독보적인 전문 역량을 결합해 시너지를 극대화할 방침이다.

플라즈마 전문 연구기관인 핵융합연은 그동안 축적해 온 플라즈마 연구 데이터와 고도화된 해석 역량을 바탕으로 세라믹 소재·부품의 플라즈마 반응 특성 분석을 전담한다.

국내 유일의 세라믹 전문 연구기관인 세라믹기술원은 원천 기술력을 바탕으로 소재·부품의 시험, 분석, 평가 및 표준화 공정을 지원해 단단한 평가 기반을 구축한다.

궁극적으로는 국가기술표준원의 국가참조표준센터를 통해 플라즈마 공정용 세라믹 소재·부품의 내플라즈마 특성을 '국가참조표준'으로 정식 등록하고, AI 기반 해석 기술을 융합해 실제 산업 현장에서 즉각 활용 가능한 지능형 평가·분석 체계로 발전시켜 나갈 계획이다.

한편 협약식 서명과 기념 촬영을 마친 뒤 세라믹기술원 방문단은 핵융합연의 주력 연구시설이 위치한 특수실험동으로 이동해 초전도핵융합연구장치인 'KSTAR' 투어를 진행하며 양 기관 간의 끈끈한 연구 인프라 공유 의지를 다졌다.

오영국 원장은 “차세대 플라즈마 공정의 고도화와 첨단 제조산업의 글로벌 경쟁력을 선점하기 위해서는 신뢰성이 완벽히 검증된 소재 데이터와 표준화된 평가 기반이 무엇보다 중요하다”라며 “이번 협력을 기점으로 AI 기반 데이터 활용 기술을 한 차원 더 고도화해 대한민국 첨단 소재·부품 산업의 혁신과 기술 주권을 강화하는 데 기여하겠다”고 밝혔다.