SFA, HBM 불량 8시간 검사 30분으로 줄였다...고객사 샘플 테스트 중

▲AI 기반 HBM 비파괴 검사장비 개발 소식이 전해진 7일, SFA 기업 로고가 파란색 글씨와 화살표 디자인으로 표출되고 있다.

AI 자율제조ㆍ로보틱스 기업 에스에프에이(SFA)가 고대역폭메모리(HBM) 내부 불량을 찾아내는 AI 기반 비파괴 검사장비 시제품을 개발해 고객사 샘플 테스트를 진행 중인 것으로 확인됐다. 이차전지 분야에서 축적한 3차원 컴퓨터단층촬영(3D CT) 검사 기술을 초정밀 검사가 필요한 반도체에 적용한 것으로, 이르면 올해 말 고객사 사이트에 장비를 반입해 검증을 본격화할 계획이다.

8일 에스에프에이 관계자는 “현재 내부 시제품 장비가 나와 있고 고객사 샘플을 받아 테스트하는 단계”라며 “고객사 퀄테스트(품질테스트) 전 단계로, 올해 12월 정도나 내년 초 고객사 사이트에 장비를 입고하는 것을 목표로 하고 있다”고 말했다.

이번 장비는 HBM 내부를 파괴하지 않고 X-ray와 CT 기술을 이용해 결함을 검사하는 장비다. X-ray를 여러 방향에서 촬영한 뒤 내부 구조를 3차원 영상으로 재구성하기 때문에 외관검사만으로 확인하기 어려운 HBM 내부 상태를 살펴볼 수 있다. 여기에 AI 영상분석 기술을 적용해 이상 부위를 자동으로 판별하는 것이 핵심이다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓고 연결하는 구조여서 일반 반도체보다 내부 검사의 중요성이 높다. 적층 이후 내부에서 발생한 이상을 확인하려면 제품을 훼손하지 않으면서도 미세한 구조까지 정밀하게 볼 수 있어야 한다. 에스에프에이는 기존 이차전지용 3D CT 검사장비에서 확보한 고속 촬영·영상분석 기술을 반도체 수준으로 정밀화하는 방식으로 장비를 개발하고 있다.

회사에 따르면 기존 이차전지 검사장비는 셀 한 개를 약 4초에 검사해 분당 약 15개를 처리하는 레퍼런스를 확보했다. HBM용 장비에서도 이 같은 고속 검사 기술을 적용해 검사 시간을 크게 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 현재 개발 방향은 기존 약 8시간이 걸리는 검사 공정을 약 30분 수준으로 단축하는 것이다.

단순 CT 촬영에 그치지 않는 것도 특징이다. 에스에프에이는 CT 영상뿐 아니라 제품 특성 검사와 열에 대한 반응 등 다른 검사 결과를 함께 받아 하나의 장비에서 종합 분석할 수 있도록 개발하고 있다. 외부 검사장비에서 측정한 데이터까지 통합해 HBM의 내부 구조와 물성 변화를 함께 판단하는 복합 검사 시스템을 구축한다는 구상이다.

관련 개발은 정부의 ‘AI 팩토리 선도사업’과 연계돼 있다. 에스에프에이는 2025년 12월 AI 기반 HBM 불량 검출 분석용 비파괴 검사장비 개발 국책과제의 주관 연구기관으로 선정돼 국내 고객사와 협업하고 있다. 전체 사업 기간은 약 3년으로, 올해는 장비 제작과 내부 샘플 테스트를 진행한 뒤 고객사 현장 검증 단계로 넘어갈 예정이다. 반기보고서에서도 AI 기반 HBM 불량 검출 분석용 비파괴 검사장비를 신규 반도체 공정·검사장비로 개발하고 있다고 밝혔다.

에스에프에이는 HBM 물류장비에서도 레퍼런스를 확대하고 있다. 반도체 제조공정에서 웨이퍼를 운반하는 천장형 물류장비 OHT를 국내 고객사의 HBM 생산라인에 공급했으며 현재 시양산 과정에서 HBM용 OHT 물류 레퍼런스를 확보하고 있다. 회사는 이를 기반으로 내년과 내후년 다른 고객사로 공급처를 확대하는 것을 목표로 한다.

회사는 HBM 관련 장비를 중장기 반도체 사업 확대의 핵심 축으로 육성하고 있다. 반기보고서에 따르면 에스에프에이는 HBM용 OHT뿐 아니라 AI 기반 HBM 비파괴 검사장비, 어드밴스드 패키징용 3D 배선 형성 장비, 웨이퍼레벨패키지(WLP) 리뷰 주사전자현미경(SEM), 유리관통전극(TGV) 복합검사기 등의 개발을 진행하고 있다.

수주 회복도 하반기 실적 개선 요인으로 꼽힌다. 에스에프에이의 지난해 신규 수주액은 7365억원으로, 올해 1조3000억원으로 두 배 가까이 증가할 것으로 기대하고 있다.