반도체 기판·패키징 업계가 '인공지능(AI)' 시대 주도권 확보를 위해 패키지 대면적화와 열 관리를 최우선 과제로 꼽았다. AI 반도체 패키지 구현을 위해 칩뿐만 아니라 기판·패키징까지 패러다임 전환을 예고했다.
전자신문이 17일 서울 양재동 엘타워에서 주최한 '테크데이 : AI 반도체 시대, '판'이 바뀐다' 컨퍼런스에 참석한 기판·패키지 전문가들은 대면적화를 최대 화두로 지목했다. 반도체(다이)와 기판, 각종 구성 요소로 이뤄진 반도체 칩 패키지 크기가 점점 커지면서, 이에 대응할 새로운 기술이 필요하다는 것이다.
명세호 LG이노텍 패키지솔루션개발담당 상무는 “AI 성능이 고도화하면서 AI 반도체 기판 역시 초대형·고다층에 대응할 수 있는 기술 파트너 역할이 중요하다”며 “점점 커지는 반도체 기판에 어떻게 대응하느냐가 핵심 기술력”이라고 강조했다.
전통적 반도체 패키지 크기는 100×100㎜ 보다 작다. 반도체 칩 자체가 크지 않을뿐더러 포함된 추가 부품도 많지 않아서다.
최근에는 120×120㎜ 이상 크기를 구현하려는 업계 행보가 잇따른다. AI 연산을 위한 반도체 칩이 커지고 메모리, 수동소자 등이 함께 탑재되기 때문이다.
고영주 대덕전자 연구소장은 “FC-BGA(플립칩 볼그리드어레이)를 중심으로 패키지 크기가 120×120㎜ 보다 커질 것”이라며 “반도체 기판 폼팩터 혁신이 필요하다”고 말했다. FC-BGA는 최근 AI 반도체 패키지 주류 기판으로, LG이노텍·대덕전자 등 주요 제조사 모두 대면적 FC-BGA를 개발 중이다.
명 상무는 “향후 큰 사이즈 패키지에 맞는 자체 설비 개조·개발 능력을 갖춘 기업이 시장에 대응할 수 있을 것”이라고 부연했다. 패키지 크기 확대에 맞춰 공정이 바뀌는 만큼 선제 대응이 가능한 기업이 시장 주도권을 쥘 수 있다는 의미다.
AI 대응은 반도체 패키징 업계 연구개발(R&D) 판도를 바꾸고 있다. 기판 크기 확대뿐만 아니라 열 관리·속도 개선 등이 패키징 영역에서 이뤄지기 때문이다.
발열은 AI 반도체 업계 난제 중 하나다. 소모하는 전력이 워낙 많다 보니 발열이 심해졌다. 열 관리를 제대로 하지 못하면 AI 반도체 패키지 성능이 낮아지거나 결함이 생길 수 있다. 패키징 업계가 발열 관리에 총력을 기울이는 이유다.
최준영 스태츠칩팩코리아 이사는 “열 관리는 고성능 AI·고성능컴퓨팅(HPC)·첨단 이종접합을 가능하게 하는 패키지-시스템 통합 설계에 큰 도전 과제가 됐다”며 “스태츠칩팩도 소재·공정 고도화로 효율적인 열 관리 기술을 개발하고 있다”고 전했다.
이날 컨퍼런스에는 심텍·하나마이크론·LPKF·이노메트리·롯데에너지머티리얼즈·인텍플러스 등 반도체 기판·패키징 기업이 참여, AI 시대에 대응한 기술과 사업 전략을 공유했다. 반도체 기업뿐만 아니라 학계·연구기관·투자업계 관계자 등 200여명이 참석했다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
