AI 데이터센터와 고대역폭메모리(HBM) 시대에 접어들면서 칩 하나의 신뢰성 문제가 시스템 전체로 확대될 수 있다는 지적이 나왔다. 성능과 전력 효율, 열 관리와 함께 신뢰성이 AI 반도체 경쟁력의 핵심 변수로 떠오르고 있다는 분석이다.
이규복 큐알티 대표는 29일 전자신문 '테크서밋 2026'에서 “AI 데이터센터는 반도체 시스템 그 자체”라며 “칩 하나의 신뢰성 문제가 랙과 클러스터, 데이터센터 전체의 가용성 문제로 이어질 수 있다”고 말했다.
반도체가 고집적·고전력·고온 환경으로 가면서 신뢰성 이슈도 더 복합적으로 변하고 있다는 설명이다. 특히 HBM과 2.5D/3D, 칩렛 패키징이 확산되면서 인터커넥트 복잡성과 열 스트레스가 커지고 있다.
이 대표는 AI 반도체의 경쟁력을 '성능x전력 효율x열 관리x신뢰성'으로 규정했다. 연산 성능만으로는 실제 현장에서의 안정성을 담보하기 어렵다는 의미다.
반도체 신뢰성 검증은 반도체 완제품 출하 후 수년 이상 고장 없이 의도된 수명 동안 품질과 성능을 유지할 수 있는지 보는 필수 과정이다. 가속 시험 등을 통해 실제 사용기간에 나타날 수 있는 잠재 고장 메커니즘을 짧은 시간 안에 드러낸다.
특히 자율주행차, 데이터센터, 국방, 위성 등에 쓰이는 핵심 반도체는 최소 10년 이상 수명 보증이 요구된다. 설계·공정상 잠재 결함을 미리 걸러내고 대규모 리콜을 막기 위해서 가속 시험이 필수다. 고온 작동 수명(HTOL), 온도 사이클, 고가속 스트레스(HAST), 정전기 방전(ESD), 진동·낙하 시험 등이 대표적이다.
큐알티는 단순 시험을 넘어 보드 제작부터 특성 검사, 불량 분석, 공인 성적서 발급까지 원스톱으로 지원하는 체계를 갖췄다. HBM·고전력 메모리 시험, 마이크로 크랙 검출, 데이터센터 액침·직접 액체 냉각(DLC) 재료 적합성 평가, 우주항공 방사선 시험 등을 특화하고 있다. 최근 3년간 약 17만건 신뢰성 시험을 수행했으며, 코라스(KOLAS) 공인시험기관으로 제덱(JEDEC)·AEC·밀(MIL)-STD 등 90여 종 규격을 보유하고 있다.
큐알티는 검증과 분석, 맞춤형 시험 시스템을 통해 AI와 우주 반도체 신뢰성 수요에 대응할 방침이다. 특히 상용·차량용 대비 우주용 반도체는 품질과 신뢰성 요구 수준이 훨씬 높으며, 6G 위성통신 확대와 함께 관련 시장이 커질 전망이다. 큐알티는 최근 방사선 영향(SEE 등) 시험과 우주항공 품질경영시스템(AS9100) 인증을 기반으로 이 영역을 확대하고 있다.
이 대표는 “우주 공간에서는 다양한 방사선 노출로 인해 반도체 칩이 데미지를 입을 수 있고, 각 반도체마다 데미지를 입는 정도도 달라 사전에 신뢰성을 검증하는 것이 더욱 중요하다”고 말했다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
