애플이 올 가을에 출시할 신형 아이폰7 시리즈 무선주파수(RF) 칩에 첨단 패키징 기술을 적용한다. 아이폰7은 더 얇고 가벼워지고 배터리 용량은 늘어날 전망이다. 신기술 도입으로 신호 손실도 최소화할 것으로 기대된다.
28일 업계에 따르면 애플은 아이폰7에 탑재되는 안테나스위칭모듈(ASM:Antenna Switching Module)용 칩에 스마트폰 업체로는 처음으로 팬아웃(Fan Out) 패키징 기술을 적용한다. 애플은 이를 위해 일본 ASM 칩 공급사와 외주 반도체 패키지 테스트(OSAT:Outsourced Semiconductor Assembly and Test) 업체에 부품 발주를 냈다.
ASM은 RF 프론트엔드(Front End, 기지국으로부터 신호를 받는 가장 첫 구역)에 탑재되는 부품이다. 다양한 주파수 대역 신호를 안테나 하나로 송수신할 수 있도록 스위칭 기능을 제공한다. 스마트폰 주요 부품에 팬아웃 패키지가 적용되는 것은 이번이 처음이다.
팬아웃은 패키징되기 전 단계인 반도체 칩(Die)에서 입출력(I/O) 단자 배선을 바깥으로 빼 패키지 단에서 I/O 단자를 늘리는 기술이다. 공정 미세화로 칩 면접이 좁아지면서 I/O 단자 수를 늘리는 것이 어려워졌다. I/O 때문에 칩 사이즈를 늘려야 하는 일이 생기면 안 되기 때문에 최근 팬아웃 패키징 기술이 주목받고 있다. 칩 사이즈는 그대로 줄이고 패키지에서 I/O를 늘리는 것이 원가 측면에서 더 저렴하기 때문이다.
팬아웃 기술을 활용하면 일반 실리콘 칩과 화합물 반도체를 함께 패키징할 수 있다. 아이폰7에 탑재되는 ASM 칩은 하나의 실리콘 칩과 갈륨아세나이드(GaAs) 화합물 반도체 칩을 하나로 합친 형태가 된다. GaAs 화합물 반도체는 고주파 신호 처리 시 특성이 좋아 RF 관련 용도로 널리 쓰인다. 기존의 기술로는 실리콘 칩과 통합 패키지로 만드는 것이 어려웠다.
아이폰7에 탑재되는 ASM용 핵심 RF칩은 인쇄회로기판(PCB)에 두 개의 칩이 박혀 있는 형태가 아니라 하나의 패키지로 탑재된다는 의미다. 이는 부품 실장 면적이 줄어드는 효과로 나타난다.
업계 관계자는 “애플은 이전부터 각 부품을 통합하면서 제품의 두께를 줄이거나 배터리 용량을 늘려 왔다”면서 “ASM용 칩에 팬아웃 패키징 기술을 적용하는 것도 같은 맥락으로 이해할 수 있으며, 추가로 신호 손실도 최소화할 수 있을 것”이라고 설명했다.
애플이 아이폰7에 탑재되는 핵심 부품에 팬아웃 패키지 기술을 적용키로 함에 따라 추후 경쟁사나 후발업체도 같은 기술을 채용할 것으로 관측된다. 패키징 업체의 수혜가 예상되는 대목이다. 현재 양산 가능한 수준으로 팬아웃 패키징 기술을 확보한 후공정(OSAT) 업체는 스태츠칩팩, 나니움, 네패스 정도다. 현재 팬아웃 패키징 기술로 생산돼 상용화된 대표 제품으로는 NXP반도체의 77GHz 중장거리 차량 레이더 센서가 있다. 팬아웃 패키징 기술을 적용, 세계 최소형 크기를 구현했다. 이 제품은 네패스가 패키징했다.
한주엽 반도체 전문기자 powerusr@etnews.com
