일상에서 사용하는 스마트 기기부터 대규모 데이터센터, 첨단 산업 설비에 이르기까지, 반도체는 현대 사회를 움직이는 핵심 기반이다.

반도체의 안정적인 동작은 곧 시스템 전체의 원활한 운영과 직결된다. 이를 위해서는 예상치 못한 환경 변화 속에서도 반도체가 장시간 성능과 기능을 안정적으로 유지할 수 있는지를 검증하는 ‘신뢰성 평가’ 과정이 필수다.

신뢰성이란 반도체가 ‘특정 환경 및 조건’에서, ‘요구되는 수명’ 동안 고장 없이 성능과 기능을 유지하는 특성을 뜻한다. 제품이 요구되는 사양과 품질 기준을 충족하는지 확인하는 것이 ‘품질’이라면, 신뢰성은 이러한 성능과 기능이 시간이 지나도 지속적으로 유지되는지 확인하는 개념이다. 다시 말해, 제품이 고객에게 전달된 이후 장기간의 실사용 환경에서도 반도체가 제 역할을 다할 수 있는지를 가늠하는 척도다.

하지만 수년에 달하는 제품의 수명을 실제 시간 그대로 기다려 신뢰성을 검증할 수는 없다. 따라서 실제 사용 환경보다 훨씬 가혹한 조건을 인위적으로 가해, 장기간에 걸쳐 나타날 수 있는 열화와 고장을 단기간에 재현하는 ‘가속 시험’ 방식을 활용한다. 극한의 스트레스 환경을 미리 조성해 제품의 내구성과 잠재적인 고장 요인을 미리 확인하는 것이다.

실제 신뢰성 평가는 다각적인 스트레스 요인을 모사한 여러 테스트 항목으로 이루어져 있다. 장시간 고온에 노출해 성능을 확인하는 고온 테스트, 운송과 사용 중 가해지는 충격과 진동을 견디는지 보는 진동 · 충격 테스트, 고온과 저온을 급격히 오가며 부품의 팽창과 파손 여부를 점검하는 온도 변화 테스트가 대표적이다. 여기에 습기 침투로 인한 금속 배선 부식 여부를 확인하는 고습 테스트, 한계치 이상의 전기적 스트레스를 가해 잠재적 불량을 찾아내는 고전압 테스트까지, 반도체는 출하 전 다양한 신뢰성 평가를 거치며 내구성을 입증한다.

이처럼 제품의 신뢰성을 확보하고 엄격한 품질 기준을 충족하도록 관리하는 직무가 바로 ‘품질보증’이다. 품질보증은 개발 초기부터 양산, 최종 출하에 이르기까지 제품 전 과정의 위험 요소를 진단하고, 품질 관리 체계를 구축 · 운영한다.

반도체 공정과 제품 구조가 고도화되고 자동차, AI 인프라 등 사용 환경이 다양해지면서 제품에 요구되는 품질과 신뢰성 기준도 한층 엄격해지고 있다. 이에 따라 개발 단계에서부터 잠재적인 위험 요소를 선제적으로 검증하고, 제품의 전 생애주기에 걸쳐 품질을 관리하는 품질보증의 역할도 더욱 중요해지고 있다. SK하이닉스는 체계적인 품질 관리를 바탕으로 다양한 고객 요구에 대응하며 제품의 품질 경쟁력을 높여가고 있다.

고객이 믿고 사용할 수 있는 완벽한 반도체를 완성하는 핵심 지표, 신뢰성. 이에 대한 대학생 앰버서더들의 쉽고 명쾌한 설명은 아래 ‘하이피디아’ 숏폼 영상에서 확인할 수 있다.