SEMI, 반도체 제조 AI 워크숍 개최…수율 개선 검증

국제반도체장비재료협회가 8월 5일(현지시각) 미국 밀피타스 본사에서 자율 AI 에이전트로 반도체 팹 수율을 개선하는 워크숍을 열어 제조 자동화 솔루션을 검증했다.

SEMI 공식 발표는 6일 이 행사를 소개했으며 한국 반도체 제조사의 공정 개발 비용 절감과 초격차 수율 확보에 직결되는 기술 자산으로 평가받는다.


장비 및 AI 솔루션 기업들은 자율 AI 기술을 공정에 적용한 상세 연구 성과를 공유했다. 램리서치는 가상 공정 게임을 통해 엔지니어 전문성과 베이지안 최적화 알고리즘을 결합한 협업 전략을 발표했다. 이 방식을 적용하면 복잡한 화학 플라즈마 공정 개발 과정에서 목표 달성 비용을 기존 대비 50% 수준으로 절감한다.
도쿄일렉트론은 다중 센서 시계열 신호와 가우시안 프로세스 회귀 분석을 활용해 장비 상태를 실시간 감시하는 기술을 제안했다. 기존 알고리즘의 연산 부담을 극복하고자 분할 학습 방식을 도입해 계산 효율을 선형적으로 개선했다. 설비 이상을 실시간 감지하고 경고를 발송해 갑작스러운 가동 중단 위험을 사전 차단한다.

엔비디아는 시계열 AI 핵심 구성 요소인 NV-Tesseract와 에이전트 오케스트레이션 도구인 NeMoClaw를 결합한 예방 보전 블루프린트를 선보였다. 다변량 시계열 모델로 설비 동작을 예측하고 디퓨전 이상 감지 기술로 성능 저하를 감지한다. 상시 작동하는 에이전트가 센서 데이터 흐름을 분석해 엔지니어에게 최적 권고 조치 요약본을 제공한다.


불량 원인을 정밀 분석해 수율을 회복하는 인과관계 기술도 주요하게 다뤄졌다. 서드 AI 오토메이션은 공정 데이터와 센서 신호, 검사 이미지를 통합해 원인과 결과 관계를 규명하는 Causal AI 기술을 선보였다. 실제 공정 적용 사례에서 기존에 20시간에서 40시간가량 소요되던 원인 분석 시간을 10분 미만으로 단축했다.

시놉시스와 앤시스는 전력 및 신호 무결성 검증을 돕는 다중 에이전트 기반 반도체 설계 자동화 시스템을 공개했다. 엔지니어가 수천 줄 스크립트를 작성하고 대용량 로그 파일을 분석해야 하는 부담을 대폭 줄였다. 지식 공유 규약인 MCP를 적용해 타사 EDA 도구 간 유기적 데이터 연동과 협업을 구현했다.

어플라이드 머티어리얼즈는 정형 데이터와 비정형 데이터를 연결해 일관성 있는 데이터 표현 체계를 구축했다. 복합 워크플로우 내에서 의사결정 추적성을 강화해 자율 최적화 시스템으로 진화하는 아키텍처 패턴을 제시했다.

설계 정보 유출을 차단하기 위한 보안 기술과 통제 체계도 깊이 있게 검토됐다. 반도체 기업들은 핵심 자산을 보호하고자 외부 연결이 차단된 공장 내부망에서 동작하는 폐쇄형 에이전트 시스템을 선호한다. 코후는 고객사 공장의 폐쇄형 네트워크 환경에 에이전트 자동화 시스템을 정착시켜 수율과 생산 용량을 개선했다.

공정 제어 분야에서 에이전트가 임의로 오작동하는 현상을 방지하는 안전장치도 강조됐다. API 환각 방지 검증, 프롬프트 정화 기능, 단계별 행동 승인 절차를 도입해 자율 운영 중에도 인간의 정책적 승인을 거치도록 설계했다.

매스웍스는 합성 데이터와 생성형 AI를 활용한 방법론을 제안했다. 실측 자료가 부족한 공정 환경에서 합성 데이터를 생성해 AI 모델 개발 기간을 단축하는 동시에 공학적 통제와 신뢰성 검증을 유지하는 전주기 워크플로우를 시연했다.


미세공정 한계 극복을 위한 자율 AI 에이전트 도입은 반도체 제조 패러다임을 단순 예측에서 자율 진단 및 즉각 실행 단계로 진화시킬 전망이다. 공정 복잡도 증가로 연구개발 비용이 급증하는 상황에서 AI 에이전트 구축 여부가 제조 경쟁력을 갈라놓을 핵심 변수로 떠올랐다. 데이터 보안을 확보한 폐쇄형 시스템 구축과 기술 통제 장치 마련이 향후 시장 주도권을 결정짓는 주요 과제가 될 것으로 보인다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com