인공지능(AI) 등 첨단 반도체 칩을 구현할 핵심 패키징 기술로 △하이브리드 본딩 △2.5D·3D 이종접합 △팬아웃 △유리기판이 제시됐다.
서민석 캠텍코리아 전무는 지난 29일 열린 '해동 패키징 기술 포럼'에서 차세대 패키징 기술로 하이브리드 본딩을 집중 분석했다. 하이브리드 본딩은 웨이퍼나 반도체(다이)를 솔더 볼(마이크로 범프)없이 구리로 직접 연결하는 기술이다.
서 전무는 “기존 솔더 볼은 낮은 온도에서 녹아 구조상 안정성이 떨어지고 두께를 줄이는데 한계가 있다”며 “고대역폭메모리(HBM) 경우 칩 적층 후 그 사이를 언더필 소재로 채우는데 이는 열 흐름을 막는 문제가 있다”고 설명했다. 여러 제한 사항을 극복하기 위해 하이브리드 본딩 기술 수요가 커졌다는 의미다.
서로 다른 반도체를 수평과 수직(2.5D)이나 수직 단독(3D)으로 쌓아 구현하는 이종접합 기술도 AI 등 고성능컴퓨팅용 반도체 시장에서 주목받고 있다. 특히 TSMC가 시장을 주도하고 있다고 진단한 서 전무는 “TSMC는 2027년 양산을 목표로 준비 중인 SoW-X로 기존 컴퓨팅 성능을 20배 끌어올리겠다고 발표했다”고 전했다.
'열 관리' 대응 기술도 소개했다. 반도체 패키지 구조가 복잡해지면서 발열 문제가 심해지고 있는데, 이를 최대한 줄이는 게 패키징 업계 도전 과제다.
서 전무는 “열 관리는 전력 소모와도 직결된 문제”라며 “삼성전자는 전력을 안정적으로 공급하기 위해 다양한 캐퍼시터를 적용하고, TSMC는 액체 쿨링 시스템을 구축하는 등 다각적인 기술을 구현하고 있다”고 밝혔다. 이어 “웨이퍼 후면에서 전력을 공급하는 후면전력공급장치(BSPDN) 기술도 열 특성을 개선하는 기술”이라고 덧붙였다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
