Nexstrom에 1200만 달러…2D 반도체의 시험대는 300mm 균일도다

싱가포르 반도체 스타트업 Nexstrom은 TechCrunch의 2026년 9월 22일 보도에 따르면 1200만 달러 시드 투자를 유치했다. 회사가 만드는 것은 완성 칩이 아니라 기존 반도체 팹에서 초박막 소재를 웨이퍼에 성장시킬 장비와 공정이다. 회사는 장비가 상용 생산에 투입될 준비가 되는 시점을 2030~2035년으로 예상한다.

Nexstrom의 기술·개발 현황은 2025년 100mm 규모로 확장한 뒤 2026년 300mm 웨이퍼에서 전이금속 디칼코게나이드(TMD)를 합성하고 업계 파트너에게 샘플을 공급했다고 밝힌다. 회사가 제시한 현재 성과는 소재 성장과 샘플 전달이다. 웨이퍼 전면에서 같은 품질을 반복해 얻는 일과 고객 공정에서 소자를 만들어 평가받는 일은 이어질 검증 단계다.

투자금이 향하는 고객 검증

DCD의 9월 23일 보도는 Xora Innovation이 투자를 주도하고 Foothill Ventures와 SEEDS가 참여해 비희석성 자금 300만 달러를 포함한 누적 조달액이 1500만 달러가 됐다고 전했으며, 공동창업자 랜스 리가 과제를 “manufacturing them at the scale and quality advanced foundries require”라고 표현했다고 보도했다. 자금은 새로운 소재의 물성 연구뿐 아니라 팹이 요구하는 크기와 품질로 제조하는 문제에 투입된다.

구체적인 사용처는 공정 제어와 계측 역량 강화, 엔지니어링 인력 확대, 잠재 고객과의 적격성 평가다. 박막을 얻는 성장 조건을 정밀하게 조절하고 결과를 측정해야 웨이퍼마다 차이가 생기는 원인을 찾아낼 수 있다. 샘플을 보낸 뒤에도 고객의 규격에 맞게 공정 조건을 조정하고 같은 결과가 다시 나오는지 확인하는 작업이 남는다.

Nexstrom이 겨냥하는 고객은 새 소재를 생산 라인에 넣을 수 있는 파운드리와 반도체 제조사다. 따라서 이번 라운드는 완성된 2D 칩의 판매 확대보다 장비를 고객 공정에 맞춰 개발할 자원을 확보한 사건에 가깝다. 업계 기업들이 샘플을 시험 중이지만 업체명과 적격성 평가 결과는 공개되지 않았다. 관심과 샘플 시험을 실제 장비 발주로 연결하려면 고객 측의 제조 데이터가 필요하다.

이 사업 모델에서는 한 장의 웨이퍼에서 좋은 성능을 보이는 일만으로 매출이 결정되지 않는다. 고객은 기존 설비에 장비를 연결할 때 공정 시간, 소재 오염, 후속 단계와의 호환성까지 함께 살펴야 한다. 같은 조건으로 반복 생산할 수 있어야 새 장비를 라인에 들일 경제적 이유도 생긴다.

North Star의 시험장은 웨이퍼 전체다

North Star는 Nexstrom이 기존 팹을 겨냥해 만든 냉벽 화학기상증착(CVD) 시스템이다. 반응 물질을 기체로 공급하고 다중 채널 샤워헤드의 열 제어를 거쳐 웨이퍼 위에서 TMD 박막을 성장시키도록 설계됐다. 웨이퍼 자동 이송 기능은 성장 챔버를 일반적인 팹의 취급 흐름에 잇기 위한 구성이다.

TMD는 두께가 원자 몇 층 수준인 반도체 채널 후보로, 트랜지스터를 작게 만들면서 전류 누설과 전력 손실을 줄이려는 연구에서 다뤄진다. 그러나 얇다는 성질만으로 고성능 칩이 만들어지는 것은 아니다. 박막의 두께와 결정 방향, 결함 분포가 웨이퍼 위치에 따라 달라지면 같은 설계의 소자도 서로 다른 전기적 특성을 보일 수 있다.

성장 챔버 안에서는 중심과 가장자리에 도달하는 반응 물질의 양이나 표면 온도의 작은 차이가 품질 차이로 이어질 수 있다. 장비의 공급계와 샤워헤드가 중요한 이유는 특정 부분의 최고 성능보다 전체 표면의 조건을 고르게 맞추는 데 있다. 웨이퍼가 클수록 넓은 면적을 같은 조건으로 다루기가 어려워진다.

회사 웹사이트는 자체 지표로 결함 밀도 최대 100배 감소, 스위칭 전력 최대 75% 감소, 게이트 길이 2배 이상 축소 가능성을 제시한다. 다만 공개된 설명에는 각 수치의 비교 기준과 고객 공정의 시험 조건이 함께 나와 있지 않다. 소재 또는 소자 수준에서 제시한 개선 폭을 판매 가능한 완성 칩의 생산 수율로 옮겨 해석하려면 고객 검증 자료가 필요하다.

300mm 웨이퍼에서 소재가 성장했다는 회사 발표는 장비가 다룰 수 있는 기판 크기와 소재 합성의 가능성을 보여준다. 양산에 필요한 전면 균일도는 여러 웨이퍼의 중심부터 가장자리까지 두께, 결정성, 결함이 허용 범위에 들어오는지를 묻는다. 같은 크기의 웨이퍼를 처리했다는 사실과 웨이퍼마다 같은 품질이 나온다는 결과는 측정 대상부터 다르다.

샘플 공급부터 상용 생산까지의 단계

Nexstrom이 밝힌 진척은 소재 샘플, 장비 실증, 고객 적격성 평가, 상용 생산 준비로 나누어 볼 수 있다. 각 단계는 앞선 결과를 출발점으로 삼지만 요구하는 데이터와 결정 주체가 다르다. 특히 샘플을 받았다는 소식에서 실제 칩 제조 라인의 도입 여부를 곧바로 읽을 수는 없다.

• 샘플 공급: 업계 파트너에게 소재가 성장한 웨이퍼를 전달한 상태다. 파트너는 자신의 규격에 맞춰 박막을 측정할 수 있다. 공급 사실 자체가 장비 주문이나 고객 공정의 승인을 뜻하지는 않는다.
• 장비 실증: 회사는 대구경 기판에서 TMD 합성을 성과로 제시한다. 이는 장비가 큰 웨이퍼를 다루는 능력에 관한 주장이다. 반복 운전 때의 막 품질과 장비 가동 조건이 얼마나 안정적인지는 별도의 데이터가 필요하다.
• 고객 검증: 잠재 고객이 자신의 계측법과 소자 제작 순서에 재료를 넣어 적합성을 판단하는 단계다. 샘플의 전기적 특성뿐 아니라 이송, 접점 형성, 후속 공정의 영향도 중요하다. 공개된 자료에는 적격성 평가를 통과한 고객이나 승인된 생산 라인이 명시되지 않았다.
• 상용 생산 준비: 장비가 고객의 반복 생산 조건을 만족할 수 있도록 개발하고 검증하는 목표다. 전망 일정은 실제 인도나 양산 채택을 확정한 날짜가 아니다. 장비를 공급할 수 있는 시점도 고객의 평가 결과에 따라 달라질 수 있다.

회사가 공개한 연혁에서 이전 단계의 작은 웨이퍼와 새 장비의 대구경 합성은 각각 다른 성과다. 작은 면적에서 성장 공정을 안정화했다면 다음에는 넓어진 표면에서 원료 공급과 온도 조건을 유지해야 한다. 성장 면적을 늘리는 작업과 고객의 칩 생산에서 수율을 증명하는 작업은 하나의 숫자로 합칠 수 없다.

균일도를 넘어 소자 수율을 보여줘야 한다

전면 균일도는 소재 생산의 시험이고, 소자 수율은 그 소재로 실제 회로를 만들었을 때의 시험이다. 박막이 고르게 보여도 전극을 붙이는 접점 형성이나 후속 열처리에서 전기적 특성이 달라질 수 있다. 소재 평가에서 좋은 결과가 나와도 제조사가 필요로 하는 정상 작동 소자의 비율은 따로 측정해야 한다.

검증에는 한 웨이퍼 안의 위치별 측정값과 여러 웨이퍼 사이의 편차가 함께 들어간다. 중심부만 측정해 얻은 결과는 가장자리의 막 품질을 설명하지 못하고, 좋은 한 장은 반복 생산성을 보여주지 못한다. 결함 밀도가 낮다는 주장 역시 어떤 종류의 결함을 어떤 방법으로 측정했는지에 따라 의미가 달라진다.

팹 도입 여부에는 기존 제조 흐름과의 접합도 영향을 준다. 자동 이송이 가능하더라도 장비가 요구하는 온도와 반응 물질이 앞뒤 공정에 허용되는지, 이송 과정에서 얇은 막이 손상되지 않는지 확인해야 한다. 이 조건들은 소재의 잠재 성능보다 실제 장비 구매 결정에 가까운 질문이다.

이번 투자로 Nexstrom은 고객 평가에 필요한 장비와 인력을 확충할 자금을 확보했다. 다음에 판별력 있는 공개 결과는 고객의 적격성 평가 통과 여부, 웨이퍼 전면 측정값, 반복 운전에서의 소자 수율이다. 그 결과가 나와야 North Star가 소재 성장 성과를 팹의 생산 공정으로 옮길 수 있는지 판단할 수 있다.

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