웨이퍼 없이 소자를 만든다
새 트랜지스터를 설계하는 사람은 늘 같은 질문을 받는다. "이 레시피로 만들면 문턱 전압이 얼마나 나오는가, 켜졌을 때 전류는, 꺼졌을 때 새는 전류는?" 웨이퍼를 실제로 굴려 답을 얻으려면 몇 주에서 몇 달이 걸리고, 조건 하나를 바꿀 때마다 그만큼을 다시 기다려야 한다. TCAD는 같은 질문에 방정식으로 답한다. 공정 레시피에서 도핑 분포를 계산하고, 그 구조를 격자로 나눠 반도체 방정식을 풀고, 전류-전압 곡선을 얻는다. 이 장은 그 흐름 전체를 한 바퀴 돌아 본다. 이 책의 모든 시뮬레이터는 그림을 흉내 내는 애니메이션이 아니라 브라우저 안에서 실제로 방정식을 푸는 작은 TCAD다.
- TCAD가 무엇을 입력으로 받아 무엇을 계산하는지, 공정 모사 → 구조·격자 → 물리 모델 → 수치 해 → 소자 특성 → 보정·활용의 흐름으로 설명한다.
- 웨이퍼 분할 실험과 가상 분할 실험의 비용·시간을 비교하고, 측정으로는 볼 수 없는 소자 내부 물리량을 TCAD가 어떻게 보여 주는지 말한다.
- 컴퓨터가 연속 방정식을 격자점 위의 대수 방정식으로 바꿔 푼다는 것을 1D·2D 예로 확인한다.
- 공정 모사·소자 모사·압축 모델·회로 모사의 계층과 각자의 길이·시간 척도를 구분한다.
- "모델은 보정만큼만 정확하다"는 말의 뜻을 이동도 모델과 보정 손잡이로 체험한다.
- 이 책이 따라갈 가상의 트랜지스터 TN-45와 책 전체의 지도를 안다.
TCAD는 무엇을 계산하는가
TCAD(Technology Computer-Aided Design)는 반도체 공정과 소자를 물리 방정식으로 계산하는 도구다. 회로를 그리는 EDA 도구가 트랜지스터를 "주어진 부품"으로 다룬다면, TCAD는 그 부품 자체를 만든다. 입력은 공정 레시피(어떤 이온을 몇 keV로 얼마나 주입하고, 몇 도에서 몇 초 어닐하는가)와 마스크 치수이고, 출력은 도핑 분포, 소자 단면, 그리고 전류-전압(I-V)·용량-전압(C-V) 특성이다.
계산은 여섯 단계로 흐른다. 페이지 맨 위의 띠가 이 단계들이다.
- 공정 모사(Process simulation): 이온 주입, 확산·어닐, 산화·증착·식각을 차례로 계산해 도핑 분포와 형상을 얻는다(6장, 7장, 8장).
- 구조·격자(Structure & mesh): 결과 구조를 유한한 점들로 나눈다. 어디를 촘촘히 하느냐가 정확도와 속도를 함께 정한다(4장).
- 물리 모델(Physics): 캐리어 통계, 이동도, 재결합, 충돌 이온화 같은 모델을 고른다(2장, 3장, 10장, 14장).
- 수치 해(Solve): 격자 위의 비선형 연립 방정식을 뉴턴 반복으로 푼다(5장, 15장).
- 소자 특성(Characterize): 바이어스를 쓸어 I-V·C-V를 얻고 문턱 전압, 문턱 아래 기울기, 켜짐/꺼짐 전류를 뽑는다(9장, 11장, 12장, 13장).
- 보정·활용(Calibrate & apply): 측정에 맞춰 모델을 보정하고, 민감도·변동성을 분석하고, 회로용 압축 모델로 넘긴다(16장, 17장).
말로 듣는 것보다 한 번 돌려 보는 편이 빠르다. 아래 시뮬레이터는 이 책의 타깃 트랜지스터 TN-45를 레시피 첫 줄부터 I-V 곡선까지 실제로 계산한다. 단계 슬라이더를 1에서 15까지 천천히 밀어 본다. 공정 단계마다 도핑이 어떻게 쌓이는지, 격자가 어떻게 놓이는지, 전위와 전자가 어떻게 풀리는지가 차례로 나타난다.
TN-45 한 바퀴: 레시피에서 Id-Vg까지
열다섯 번 슬라이더를 미는 동안 컴퓨터가 한 일은 이렇다. 주입 다섯 번과 열처리 세 번을 2차원 확산 방정식으로 풀어 활성화된 도핑 \(N_D - N_A\)를 얻었다. 그 분포를 754개의 격자점에 옮겨 담고, 각 점에서 포아송 방정식과 전자 연속 방정식을 세워 뉴턴 반복으로 풀었다. 게이트 전압을 0.05 V씩 올리며 이 풀이를 스물한 번 반복한 것이 Id-Vg 곡선이다. 전부 합쳐 1초 남짓이다. 웨이퍼로는 같은 곡선을 얻는 데 몇 주가 걸린다.
왜 시뮬레이션하는가
이유는 크게 두 가지다. 첫째는 비용과 시간이다. 새 공정 조건을 확인하는 전통적인 방법은 분할 실험(Split lot)이다. 한 로트의 웨이퍼를 여러 갈래로 나눠 할로 도즈를 갈래마다 다르게 주고, 끝까지 가공한 뒤 전기 특성을 잰다. 전단 공정부터 전기 측정까지는 보통 수 주에서 두어 달이 걸리고(약 6~10주), 웨이퍼와 장비 시간이 든다. 갈래를 늘리면 비용이 늘고, 결과를 보고 조건을 다시 고르면 기다림이 한 번 더 붙는다.
아래 시뮬레이터에서 할로 도즈를 고르고 "가상 분할"을 눌러 본다. 브라우저가 공정 모사(2D 주입·어닐)와 2D 소자 풀이(Id-Vg 11점)를 실제로 돌려 문턱 전압을 찍는다. "웨이퍼 투입"은 같은 조건을 팹에 넣는다. 1초를 1주로 친 팹 시계가 돈다.
웨이퍼 분할 대 가상 분할: 할로 도즈 고르기
가상 분할 한 번은 약 1초, 웨이퍼 분할 한 번은 약 8주다. 이 차이 때문에 공정 개발은 "TCAD로 넓게 훑고, 웨이퍼로 좁게 확인한다"는 순서를 따른다. 할로 도즈를 0에서 16×10¹³ cm⁻²까지 훑으면 문턱 전압이 단조롭게 오르고 켜짐 전류는 내려간다. 이 맞바꿈 곡선 위에서 원하는 지점을 고른 뒤, 그 근처 두세 갈래만 웨이퍼로 확인하면 된다. 단, 이렇게 고른 값이 믿을 만하려면 모델이 실제 웨이퍼에 보정되어 있어야 한다. 이 이야기는 5절에서 이어진다.
둘째 이유는 보이지 않는 것을 보기 위해서다. 웨이퍼에서 잴 수 있는 것은 단자에 흐르는 전류와 단자 사이 용량 정도다. 채널 안의 전위가 어떻게 휘는지, 전자가 표면에서 얼마나 얇은 층으로 흐르는지, 드레인 끝 전계가 얼마나 높은지는 직접 잴 방법이 없다. TCAD는 이 값들을 모든 격자점에서 준다. 고장이 왜 거기서 나는지, 누설이 어디로 새는지를 설명할 때 TCAD 단면도가 쓰이는 이유다.
아래에서 보고 싶은 물리량을 고르고 게이트·드레인 전압을 움직여 본다. 전압을 바꾸면 엔진이 현재 해에서 출발해 새 바이어스까지 0.3 V 이하 간격으로 걸어가며 다시 푼다.
보이지 않는 것을 본다: TN-45 내부의 전위·전자·전계·전류
단자 전류 하나 뒤에 이만큼의 구조가 있다. 켜진 상태에서 전자는 표면 1 nm 안쪽의 얇은 층으로 흐르고, 드레인 쪽에서 채널을 벗어나 아래로 퍼진다. 꺼진 상태의 누설은 게이트가 잘 잡지 못하는 조금 깊은 곳을 지난다. 할로 주입이 왜 그 깊이를 겨냥하는지가 이 그림에서 보인다.
컴퓨터는 점 위에서 푼다
소자 모사가 푸는 방정식은 놀랄 만큼 적다. 정전기의 포아송 방정식(Poisson equation), 전자와 정공 각각의 연속 방정식(Continuity equation), 그리고 전류를 전계와 농도 기울기로 쓰는 드리프트-확산(Drift-diffusion) 식이다.
문제는 이 식들이 연속 함수에 대한 미분 방정식이라는 점이다. 컴퓨터는 함수를 통째로 다루지 못한다. 그래서 영역을 유한한 점들로 나누고, 각 점의 값 \(\psi_i\)만 미지수로 삼는다. 1차원 포아송 방정식을 점 \(i\)에서 쓰면 이웃 두 점과의 차분이 된다.
아래가 바로 그 계산이다. 왼쪽 p 영역과 오른쪽 n 영역으로 된 1D pn 접합에서, 도핑 손잡이를 끌거나 접합 위치를 옮기면 엔진이 그 자리에서 점들의 방정식을 뉴턴 반복으로 다시 푼다. 노드 수를 줄여 컴퓨터가 "아는" 점이 몇 개 안 될 때 무엇이 틀리는지 본다.
점 위에서 푸는 1D 포아송 방정식
양 끝 전위차가 노드 수와 무관하게 맞는 것은 그것이 경계 조건(오믹 접촉의 국소 중성)으로 정해지기 때문이다. 반면 전계는 이웃한 두 점의 기울기라서, 공핍층 안에 점이 두세 개뿐이면 꼭짓점을 놓친다. 이것이 4장의 출발점이다. 격자는 계산의 배경이 아니라 답의 일부다.
2차원도 원리는 같다. 다만 점 하나가 이웃 넷과 이어지고, 차분 대신 점을 둘러싼 작은 상자(제어 체적)의 경계를 지나는 전기 선속을 더한다. 이 박스 적분(Box integration, finite volume)에서 각 점이 만족해야 하는 식은 "상자로 들어오는 선속의 합 + 상자 안의 전하 = 0"이다.
아래 그림에서 TN-45 게이트 근처의 격자점 위에 마우스를 올리거나(휴대 기기에서는 끌어서) 점을 골라 본다. 그 점에 저장된 값과, 그 점의 상자에서 선속과 전하가 실제로 균형을 이루는지가 숫자로 나온다.
격자점 하나가 아는 것
평형 상태 채널 표면 근처의 한 점에서 상자로 들어오는 선속은 전하와 소수점 아래 열몇 자리까지 상쇄된다. 뉴턴 반복이 끝났다는 말은 754개 점 모두에서 이 균형이 맞는다는 뜻이다. 소자 모사의 해란 결국 이 균형을 동시에 만족하는 숫자 수천 개의 목록이다.
공정·소자·압축 모델·회로: 모사의 계층
TCAD는 반도체 설계에 쓰이는 시뮬레이션 사다리의 한가운데에 있다. 아래로는 원자 하나하나를 다루는 제1원리 계산과 분자 동역학이, 위로는 수십억 개의 트랜지스터를 다루는 회로 모사가 있다. 각 계단은 아래 계단의 결과를 요약한 모델을 입력으로 쓴다.
계단마다 다루는 길이와 시간이 다르다. 원자 결합의 진동은 0.1 ps, 이온 하나가 멈추는 충돌 연쇄는 ps, 스파이크 어닐은 수 초, 웨이퍼 한 장이 팹을 지나는 데는 두어 달이 걸린다. 길이로는 0.1 nm부터 30 cm까지다. 한 가지 방법으로 이 범위를 다 덮을 수는 없다. 아래 지도에서 점을 끌어 다니며 어떤 길이·시간에 어떤 방법이 쓰이는지 본다.
길이와 시간의 사다리
TCAD 소자 모사가 맡는 곳은 수 nm부터 수 µm, 정상 상태부터 ps 단위 과도까지다. 이보다 짧은 시간과 작은 길이의 물리는 모델의 계수로 요약되어 들어온다(이동도, 확산 계수, 이온화 계수). 이보다 큰 척도로는 결과를 압축 모델(Compact model)로 요약해 넘긴다. 압축 모델은 Id(Vg, Vd)를 해석식 몇 줄로 계산하는 함수다. 회로 모사가 트랜지스터 하나당 수천~수백만 번 부르기 때문에 빨라야 한다.
아래 시뮬레이터는 TN-45를 요약한 가상 소스형 압축 모델(엔진의 TC.mosCompact, 2D TN-45에 맞춘 것)로 인버터의 전달 특성을 푼다. 게이트 길이를 바꾸면 모델 카드가 다시 계산되고, Id-Vg와 인버터 곡선이 즉시 따라온다.
압축 모델에서 회로로: 게이트 길이와 인버터
압축 모델의 한 점 계산은 수 µs, 2D 소자 풀이의 한 점은 수십 ms다. 만 배쯤 빠른 대신 압축 모델은 스스로 아무것도 예측하지 못한다. 매개변수를 측정이나 TCAD 결과에 맞춰야 한다. 엔진의 압축 모델도 2D TN-45의 Lg 30~200 nm 결과에 맞춘 보정 상수를 갖고 있다. TCAD는 아직 존재하지 않는 소자의 "측정값"을 미리 만들어 압축 모델을 준비하게 해 준다.
모델은 보정만큼만 정확하다
TCAD의 방정식은 물리 법칙이지만, 그 안의 계수(이동도, 포화 속도, 확산 계수, 재결합 수명)는 모델이다. 대부분 벌크 시편 측정에 맞춘 경험식이고, 실제 소자의 응력·계면 거칠기·양자 효과는 일부만 담긴다. 같은 구조, 같은 바이어스라도 어떤 모델을 켜느냐에 따라 답이 달라진다.
아래에서 TN-45의 켜짐 전류(Vg = Vd = 1 V)를 다섯 가지 이동도 모델로 계산한다. 엔진이 모델마다 2D 드리프트-확산을 다시 푼다. 오른쪽은 고른 모델에서 채널 표면을 따라간 전자 이동도다.
이동도 모델이 켜짐 전류를 정한다
순수 실리콘의 이동도를 그대로 쓰면 켜짐 전류가 실제보다 수십 배 크다. 도핑, 표면, 속도 포화를 차례로 넣을 때마다 답이 한 자릿수 가까이 움직인다. 모델을 고르는 일이 계산 결과를 좌우한다는 뜻이다. 그런데 모델을 다 켜도 끝이 아니다. 표준 모델 그대로의 드리프트-확산 켜짐 전류(약 0.7 mA/µm)는 속도 과도와 응력 효과가 빠져 있어 실제 45 nm급 소자보다 낮다. 남은 차이는 보정(Calibration)으로 메운다.
보정은 모델의 손잡이를 측정에 맞게 돌리는 일이다. 아래에 이동도 배수와 포화 속도 배수, 두 손잡이가 있다. 목표는 가상의 측정값(Ion 0.92 mA/µm, Vd = 0.05 V의 선형 전류 0.205 mA/µm)이다. 먼저 Ion만 보고 맞춰 본 다음, 선형 전류도 함께 맞는지 본다.
보정 손잡이 두 개, 측정값 하나
측정값 하나에 손잡이가 둘이면 답은 한 점이 아니라 선이다. Ion만 맞춘 모델은 다른 바이어스에서 틀린다. 그래서 보정에는 손잡이 수 이상의 독립된 측정이 필요하고, 각 측정이 어느 손잡이에 민감한지를 알아야 한다. 선형 전류는 저전계 이동도에, 포화 전류는 포화 속도에 더 민감하다. 이 감각이 16장의 민감도 분석과 반응 표면이다.
짧은 역사와 도구들
TCAD는 1970년대 후반 대학 연구실의 1D·2D 프로그램에서 시작했다. 집적 회로가 작아지며 웨이퍼 실험만으로는 공정 개발 속도를 맞출 수 없게 되자, 공정과 소자를 계산하는 도구가 필요해졌다. 주요 이정표는 다음과 같다(연도는 대략이다).
| 시기 | 도구 | 내용 |
|---|---|---|
| 1970년대 후반~ | SUPREM | 스탠퍼드 대학의 공정 모사기. 1D 주입·확산·산화에서 시작해 SUPREM-IV에서 2D로 확장. 이후 상용 TSUPREM-4의 바탕이 되었다. |
| 1980년경 | MINIMOS | 빈 공과대학(Selberherr 등)의 2D MOSFET 소자 모사기. 소자 모사의 수치 기법과 이동도 모델을 정리했다. |
| 1980년대 중반 | PISCES | 스탠퍼드 대학의 범용 2D 소자 모사기. 여러 상용 소자 모사기의 뿌리가 되었다. |
| 1980~1990년대 | TSUPREM-4·Medici, DIOS·DESSIS | 상용화. TMA(미국)의 공정·소자 도구와 ISE(스위스)의 도구가 널리 쓰였다. |
| 2000년대~ | Sentaurus | Synopsys가 TMA 계열(Avant! 인수)과 ISE를 합쳐 정리한 상용 TCAD 묶음. |
| 1980년대 중반~ | ATHENA·ATLAS → Victory | Silvaco의 상용 공정·소자 모사기. 이후 Victory 계열로 이어졌다. |
| 2000년대~ | nanoHUB 도구 | 퍼듀 대학 중심의 온라인 시뮬레이션 플랫폼. 교육·연구용 소자·양자 수송 도구를 브라우저로 돌릴 수 있다. |
| 2010년대~ | DEVSIM 등 | 공개 소스 소자 모사기. 방정식을 스크립트로 직접 조립하는 방식이다. |
도구는 달라도 속은 비슷하다. 공정 쪽은 주입 분포표와 몬테카를로, 점결함 매개 확산, 형상 진화를 풀고, 소자 쪽은 이 장에서 본 박스 적분 + 샤페터-거멜 전류 + 뉴턴 반복이 표준이다. 그래서 이 책은 특정 도구의 사용법 대신 그 공통 내부를 다룬다. 어떤 도구의 매뉴얼을 펼쳐도 "어떤 방정식을 어떤 모델과 격자로 푸는가"를 읽어 낼 수 있게 하는 것이 목표다.
이 책의 지도와 TN-45
이 책은 가상의 트랜지스터 하나를 끝까지 따라간다. 이름은 TN-45, 45 nm급 평면 벌크 n형 MOSFET이다. 실제 회사나 제품과는 무관하며, 공개 교과서의 대표값으로 만든 교육용 타깃이다.
| 항목 | TN-45 |
|---|---|
| 게이트 길이 Lg | 45 nm |
| 게이트 스택 | SiO₂ 등가 두께(EOT) 1.2 nm, n⁺ 다결정 실리콘 게이트 |
| 스페이서 | 질화막 25 nm (오프셋 스페이서 2 nm) |
| 웰 · 문턱 조절 | B 50 keV 3×10¹³ cm⁻², BF₂ 10 keV 1×10¹³ cm⁻² |
| 할로(포켓) | BF₂ 15 keV 8×10¹³ cm⁻², 30° 기울여 양쪽에서 |
| 소스/드레인 확장부 | As 4 keV 1×10¹⁵ cm⁻² (얕은 접합) |
| 깊은 소스/드레인 | As 40 keV 3×10¹⁵ cm⁻² |
| 활성화 | 스파이크 어닐 1050 °C (승온 150 °C/s, 냉각 75 °C/s) |
| 전원 전압 VDD | 1.0 V |
장마다 TN-45를 TCAD 흐름의 한 걸음씩 진전시킨다. 장 끝의 "타깃 파일"이 그 장에서 정한 것과 남은 문제를 적는다.
| 흐름 단계 | 장 | TN-45에서 하는 일 |
|---|---|---|
| 물리 모델 | 2 · 3 | 채널·S/D의 페르미 준위와 캐리어, 채널 단면의 평형 포아송, 네 전극의 경계 조건 |
| 구조·격자 · 수치 해 | 4 · 5 | 2D 격자를 어디서 촘촘히 하는가, 뉴턴 반복과 바이어스 램프 |
| 공정 모사 | 6 · 7 · 8 | 주입 프로파일, 스파이크 어닐 뒤 접합 깊이, 게이트 산화와 스페이서 |
| 소자 특성 | 9 · 11 · 12 · 13 | 드레인 접합 다이오드, 게이트 스택 C-V, Id-Vg·Id-Vd, 고전계 |
| 물리 모델(심화) | 10 · 14 | 이동도 모델과 켜짐 전류, 드리프트-확산이 놓치는 것 |
| 수치 해(심화) | 15 | 게이트 용량과 인버터 지연 |
| 보정·활용 | 16 · 17 | 측정에 맞추기, 민감도, 무작위 도펀트와 3D 소자 |
| 종합 | 18 | 레시피를 직접 짜서 목표 사양 맞추기 |
장의 순서가 흐름의 순서와 꼭 같지는 않다. 공정 모사를 먼저 하려면 확산 방정식을 푸는 수치 기법을, 소자를 풀려면 반도체 방정식을 먼저 알아야 하므로, 방정식과 수치 해(2~5장)를 앞에 두었다. 2~5장은 공정과 소자에 공통인 도구 상자다.
장을 마치기 전에 이 책 전체를 손에 쥐어 본다. 아래 시뮬레이터는 레시피 손잡이 세 개를 바꿔 공정 모사 → 2D 소자 풀이 → 특성 추출을 한 번에 돌린다. 18장 실험실의 축소판이다.
작은 TCAD: 레시피 → 도핑 → Id-Vg → 사양
웨이퍼 없이 첫 번째 답을 얻다
질문은 하나였다. 웨이퍼를 만들기 전에 TN-45의 문턱 전압과 켜짐/꺼짐 전류를 알 수 있는가. 이 장의 첫 시뮬레이터가 레시피 열두 단계를 공정 모사로 풀고, 그 도핑을 2D 소자에 넣어 Id-Vg를 계산했다. 거친 격자로 빠르게 얻은 첫 답은 이렇다: 확장부 접합 깊이 19.6 nm, 표면 유효 채널 길이 24.8 nm, 채널 표면 p 도핑 5.6×10¹⁸ cm⁻³, 포화 문턱 전압 Vt,sat 0.22 V, 켜짐 전류 Ion 0.80 mA/µm, 꺼짐 전류 Ioff 약 6 nA/µm(Vd = 1 V). 계산 시간은 합쳐서 1초 남짓이었다. 답은 "알 수 있다"이다. 다만 이 숫자들이 얼마나 맞는지는 아직 말할 수 없다.
핵심 정리
- TCAD는 공정 레시피와 마스크에서 출발해 도핑·형상을 계산하고(공정 모사), 그 구조에서 반도체 방정식을 풀어 I-V·C-V를 얻는다(소자 모사). 흐름은 공정 모사 → 구조·격자 → 물리 모델 → 수치 해 → 소자 특성 → 보정·활용이다.
- 시뮬레이션의 이유는 둘이다. 수 주~수 달 걸리는 웨이퍼 분할 실험을 초 단위의 가상 분할로 넓게 훑을 수 있고, 측정할 수 없는 소자 내부의 전위·캐리어·전계·전류 분포를 볼 수 있다.
- 소자 모사의 기본 방정식은 포아송 방정식, 전자·정공 연속 방정식, 드리프트-확산 전류식이다. 컴퓨터는 이를 격자점 위의 비선형 대수 방정식(1D 차분, 2D 박스 적분)으로 바꿔 뉴턴 반복으로 푼다.
- 격자는 답의 일부다. 경계 조건이 정하는 양(양 끝 전위차)은 격자에 둔감하지만, 기울기로 정해지는 양(전계)은 격자가 성기면 크게 틀린다.
- 시뮬레이션은 계층을 이룬다. 원자 척도의 계산이 모델 계수를 주고, TCAD가 소자를 풀고, 압축 모델이 그 결과를 µs 단위로 계산되는 식으로 요약해 회로 모사에 넘긴다.
- 모델은 보정만큼만 정확하다. 이동도 모델 선택만으로 켜짐 전류가 수십 배 달라지고, 손잡이 수보다 측정이 적으면 보정의 답이 하나로 정해지지 않는다.
- 이 책은 가상의 45 nm 평면 nMOS TN-45를 레시피에서 I-V까지 한 단계씩 계산하며, 각 단계의 가정과 한계를 확인해 나간다.
확인 퀴즈
새 할로 주입 조건을 평가하려 한다. TCAD 흐름에서 이 변경이 처음 반영되는 단계와, 그 영향이 소자 특성에 닿기까지 거치는 단계를 바르게 나열한 것은?
1D pn 접합을 노드 6개로 풀었더니 양 끝 전위차는 해석적 내부 전위와 정확히 같았지만 최대 전계는 기준해보다 크게 작았다. 가장 알맞은 설명은?
이동도 배수와 포화 속도 배수 두 손잡이로 TN-45를 보정한다. 측정된 Ion 하나에만 맞췄을 때 일어나는 일은?
회로 모사기가 TCAD 2D 소자 풀이 대신 압축 모델을 쓰는 가장 큰 이유는?