원자층 증착(ALD) 분야 글로벌 Top 5 반도체 장비 업체 특허 포트폴리오 변화 추이 출처: LexisNexis PatentSight

차세대 반도체 레이어 공정기술로 주목받는 ‘원자층박막증착(ALD, Atomic Layer Deposition)’ 기술 분야에서 ASM International과 램 리서치(Lam Research)가 가장 강력한 특허 포트폴리오를 보유한 것으로 나타났다. 그 뒤를 이어 도쿄일렉트로닉(TEL), 어플라이드 머티리얼(Applied Materials), KKR 등이 Top 5에 랭크됐다.

글로벌 특허DB 업체 렉시스넥시스(LexisNexis)가 발표한 ‘Atomic Layer Deposition–얇은 반도체 레이어 기술’ 분석 자료에 따르면 ASM International과 Lam Research는 원자층증착(ALD) 기술 분야에서 각각의 특허 포트폴리오를 크게 늘리면서 2017년부터 평균 특허 품질(Competitive Impact)도 크게 높아졌다.

반면, Applied Materials 와 Tokyo Electron은 경쟁사의 평균 특허 품질 향상을 따라가지 못하고 있으며, 5위에 랭크된 KKR 역시 Hitachi와 Kokusai Electric에서 비롯된 ALD 특허 포트폴리오를 더 이상 강화해 나가지 않는 것으로 분석된다.

원자층 증착(ALD)은 이름에서 이미 알 수 있듯이 더 이상 불가능할 정도로 얇은 층을 증착하는 기술이다. 사진: Lam Research

원자층박막증착(ALD, Atomic Layer Deposition) : 반도체 제조 과정에서 보호막 등을 씌우는데 활용되는 기술로 매우 얇은 물질을 실리콘 웨이퍼처럼 평평한 물질 위에 증착시킬 수 있도록 한 기술이다. ALD는 단차피복성(Step Coverage)이 거의 없고, 막 전체가 균질한 격자 조성(정합증착능력)을 갖고 있어 나노 단위의 일정한 두께로 코팅이 가능해 반도체뿐만 아니라 바이오, 에너지, 솔라셀, 각종 마이크로 디바이스 등에 활용도가 점차 높아지고 있다.

첨단 ‘공정기술’ 도입 시기와 유사한…. ‘특허자산지수’ 변화 추세

원자층 증착 특허 환경을 분석하기 위해 LexisNexis PatentSight 비즈니스 인텔리전스 플랫폼을 사용해 특허 검색을 수행한 결과, 관련 특허 포트폴리오 크기는 2000년 이후 거의 선형적인 성장률을 보이는 반면, 특허자산지수(Patent Asset Index™)는 ▲2005년 이전 ▲2005년~ 2015년 ▲2016년 이후 등 3개의 기간에서 약간씩 다른 추세를 보여준다.

특허 자산 지수 (Patent Asset Index)™(PAI) : 특허 포트폴리오 내에서 발명의 누적된 혁신적인 강도를 측정하는 PatentSight 도구로 특허의 영향력 합계로 정의된다. 각 개별 특허 영향력은 경쟁적 영향력(Competitive Impact™) (CI)으로 측정된다. 경쟁적 영향력은 기술 영향력 지수(Technology Relevance™) (TR)와 시장 잠재력(Market Coverage™) (MC) 두가지 측면으로 구성된다.

원자층 증착(ALD) 분야 글로벌 특허 포트폴리오 동향 (포트폴리오 규모 vs. 품질) 출처: LexisNexis PatentSight

특허자산지수(Patent Asset Index™)가 다른 추세를 보여주는 3개 기간은 반도체 제조기술 발전과 그에 따른 상용 제품의 시장 도입 시기와 거의 일치한다.

실제로 2007년에는 45nm 공정 노드와 함께 고유전율 금속 게이트 기술이 할용됐으며, 2012년에는 핀펫(finFET)으로 알려진 3차원 게이트 구조가 도입됐다. 그리고 9년이 지난 지금, 우리는 다시 매우 활발한 원자층증착(ALD) R&D 단계에 있다.

이번 특허분석을 실시한 렉시스넥시스의 Dirk Caspary 박사는 “ASM International은 2020년 연례 보고서에 따르면 이 회사 장비 매출의 절반 이상이 원자층 증착(ALD) 애플리케이션에서 발생한다”라며 “앞으로도 이 같은 지식재산 영역의 강점이 실제 비즈니스 장점으로 승화될 수 있을지 귀추가 주목된다”고 말했다.

주상돈    newsdjoo@gmail.com