'경쟁률 4.17대 1' 삼성 등 반도체 기업 수요 급증에 '경주 양성자가속기' 풀가동

양성자과학연구단 100 MeV 양성자가속기. 한국원자력연구원 양성자과학연구단 제공

삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체·항공우주 분야 산업체의 양성자가속기 빔 이용 수요가 급증함에 따라 경주 양성자가속기가 '24시간 빔서비스'를 시범운영한다.

한국원자력연구원 양성자과학연구단은 지난 12일부터 양성자가속기 24시간 빔 서비스를 시범운영 중이라고 29일 밝혔다.

양성자가속기는 양성자를 빛의 속도(초당 30만㎞)에 가깝게 가속하는 장치로, 가속된 양성자는 물질의 성질을 변화시켜 새로운 특성을 갖는 물질로 바꾼다. 주로 반도체, 우주 부품 방사선 영향평가, 의료용 동위원소 생산, 양성자 활용 암 치료 기초연구, 방사선 육종 등에 활용된다.

양성자과학연구단이 운영하는 '경주 양성자가속기'는 국내 최대 규모 양성자 빔 서비스 제공 시설이자 대전 '하나로'와 더불어 산업용 반도체의 내방사선성을 시험할 수 있는 국제 표준에 등재된 국내 유일 시설이다.

자동차, 항공기, 인공위성 등에 널리 사용되는 반도체는 우주방사선을 맞으면 소프트웨어 오류를 일으킨다. 이에 기업은 반도체 수출 전에 방사선을 견딜 수 있는지 시험하는 내방사선 시험을 반드시 거치고 있다.

24시간 빔 서비스 운영 중인 양성자가속기 실험실 모습. 한국원자력연구원 양성자과학연구단 제공

특히 삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체·항공우주 분야 기업의 양성자가속기 활용이 꾸준히 증가하고 있다. 양성자가속기를 이용해 1초 동안 10년간의 방사선량을 조사함으로써 최대 10만년의 반도체 내 소프트 에러 발생률(SER)을 확인할 수 있다.

실례로, 연구단은 연간 약 130일의 빔 서비스 일수 중 40%를 반도체 기업에 제공 중이다. 또한 최근 인공위성 개발이 활발해지며 우주 부품 기업도 양성자가속기를 활용하기 시작했다.

국내 반도체 기업들의 양성자가속기 빔 이용 경쟁률은 2015년 상반기 1.05대 1, 하반기 1.25대 1, 2016년 상반기 1.45대 1, 2017년 1.37대 1을 기록하는 등 완만한 증가 추세를 보였으나, 2023년 하반기에는 3.24대 1, 2024년 상반기에는 4.17대 1에 달해 수요가 급증하고 있다.

증가하는 기업체 수요에 대응해 연구단은 올해 하반기 양성자 빔 서비스를 이달 26일부터 오는 12월 27일까지 67일간 운영하고, 또 빔서비스 제공시간도 기존 8시간에서 24시간으로 확대했다.

이재상 양성자과학연구단장은 "양성자가속기 이용 시간 확대로 반도체 분야 산업체의 양성자가속기 활용 기회를 확대하도록 최대한 지원할 예정"이라며 "이번 시범운영으로 효율적인 이용자 지원체계를 구축하고 접근성을 확대해 중소기업이나 신진 연구자에게도 이용 기회를 늘리도록 노력하겠다"고 밝혔다.

장성재기자 blowpaper@yeongnam.com

장성재

기사 전체보기

영남일보(www.yeongnam.com), 무단전재 및 수집, 재배포금지