SK하이닉스, 가속 시험으로 반도체 수명 검증…품질보증 역할 확대

반도체가 고객에게 전달된 이후 장기간의 실사용 환경에서도 성능과 기능을 안정적으로 유지할 수 있는지를 가늠하는 척도인 '신뢰성(Reliability)'의 중요성이 커지고 있다. 반도체 공정과 제품 구조가 고도화되고 자동차, AI 인프라 등 사용 환경이 다양해짐에 따라, 제품의 생애주기 전반을 관리하는 품질보증 직무의 역할도 함께 확대되는 추세다.

수년의 수명을 단기간에 재현하는 '가속 시험'

반도체의 신뢰성은 특정 환경과 조건에서 요구되는 수명 동안 고장 없이 성능을 유지하는 특성을 의미한다. 제품이 사양을 충족하는지를 확인하는 '품질' 개념에서 한 단계 나아가, 시간이 흘러도 성능이 지속되는지를 검증하는 것이 핵심이다. 하지만 수년에 달하는 제품의 수명을 실제 시간 그대로 기다려 검증하는 것은 불가능하다.

이를 해결하기 위해 반도체 업계에서는 실제 사용 환경보다 훨씬 가혹한 조건을 인위적으로 가하는 '가속 시험' 방식을 활용한다. 극한의 스트레스 환경을 조성해 장기간에 걸쳐 나타날 수 있는 열화와 고장 요인을 단기간에 재현하는 방식이다. 이를 통해 제품의 내구성을 미리 확인하고 잠재적인 불량 요인을 사전에 차단한다.

신뢰성 평가는 다각적인 스트레스 요인을 모사한 다양한 테스트 항목으로 구성된다. 대표적으로 장시간 고온에 노출해 성능을 확인하는 고온 테스트, 운송 및 사용 중 발생하는 충격과 진동을 견디는지 점검하는 진동·충격 테스트가 있다. 또한 고온과 저온을 급격히 오가며 부품의 팽창과 파손 여부를 확인하는 온도 변화 테스트도 필수적이다.

이 외에도 습기 침투로 인한 금속 배선의 부식 여부를 확인하는 고습 테스트, 한계치 이상의 전기적 스트레스를 가해 불량을 찾아내는 고전압 테스트 등을 거쳐 반도체의 내구성을 입증한다.

개발부터 출하까지 전 과정 관리하는 품질보증

제품의 신뢰성을 확보하고 엄격한 품질 기준을 충족하도록 관리하는 주체는 '품질보증' 직무다. 품질보증은 제품 개발 초기 단계부터 양산, 그리고 최종 출하에 이르기까지 제품의 전 생애주기에서 발생할 수 있는 위험 요소를 진단한다. 단순히 결과물을 검사하는 것에 그치지 않고, 품질 관리 체계 자체를 구축하고 운영하는 역할을 수행한다.

최근 AI 인프라와 첨단 산업 설비 등 반도체가 쓰이는 분야가 확장되면서 요구되는 품질 기준도 한층 엄격해지고 있다. 이에 따라 개발 단계에서부터 잠재적 위험을 선제적으로 검증하는 품질보증의 역할이 더욱 중요해지는 상황이다. SK하이닉스는 체계적인 품질 관리 체계를 바탕으로 다양한 고객사의 요구에 대응하며 제품 경쟁력을 높이고 있다.

출처: [하이피디아] 극한 환경도 문제없다, 완벽한 반도체를 완성하는 ‘신뢰성’