[삼성전자] “TSMC 잡을 비밀병기” 차세대 반도체 패키징 솔루션 개발!!

삼성전자가 반도체 패키징 기술의 혁신을 통해 고성능 반도체용 패키징 솔루션 ‘H-Cube(Hybrid-Substrate Cube)’ 개발에 성공하고, 고성능 반도체 공급을 확대해 나간다고 11일 밝혔다.

패키징은 전처리를 통해 회로가 새겨진 반도체 웨이퍼(원판)에 내부 전자기기가 서로 신호를 주고 받도록 하는 형태로 반도체를 포장하는 후공정 기술이다. 최근에는 첨단 나노(1nm=10억분의 1m) 공정 기술이 한계점에 다다르면서 반도체 성능과 생산 효율성을 높이는 대안으로 패키징 기술이 주목받고 있다.

삼성전자와 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 점유율 1위 대만 TSMC 등 주요 기업들도 반도체 패키징 기술 개발에 주력하는 중이다.

이번에 선보인 H-Cube는 고대역폭 메모리(HBM) 6개 이상 탑재 가능하도록 하는 신기술을 적용해 업계 최고 사양의 성능을 자랑한다. 고사양 특성 구현이 용이한 메인 기판을 적용했고, 여기에 보조 기판을 추가로 사용하는 ‘2단 하이브리드 패키징 구조’를 적용했다.

또한 삼성전자는 메인 기판과 보조 기판을 전기적으로 연결하는 ‘솔더볼’(Solder ball)의 간격을 기존 대비 35% 좁혀 기판의 크기를 최소화하며 다수 HBM 탑재로 인한 면적 부족의 어려움을 극복했다.

삼성전자 관계자는 “다수의 로직(논리 연산용 반도체)과 HBM을 적층하면서도 칩에 안정적인 전원을 공급하고 신호의 손실이나 왜곡을 최소화 할 수 있도록 칩 분석 기술을 적용해 이번 솔루션의 신뢰도를 높였다”고 밝혔다.

이번 차세대 패키징 기술을 바탕으로 삼성전자는 데이터센터·인공지능(AI) 등 응용처별로 시장에 맞는 맞춤형 반도체 솔루션을 고객의 니즈에 맞춰 다양한 형태로 제공할 수 있게 됐다는 평가를 받는다.

패키징 파트너들과의 협업을 통한 반도체 생태계 확장도 주목된다. 강문수 삼성전자 파운드리사업부 마켓전략팀 전무는 “H-Cube는 삼성전자와 앰코테크놀로지·삼성전기가 오랫동안 협력해온 결과로 많은 수의 칩을 집적해야하는 고사양 반도체를 위한 최적의 솔루션”이라며 “삼성전자는 앞으로도 파운드리 파트너와의 긴밀한 협력을 통해 기술적 한계를 넘어서는 다양한 패키징 솔루션을 제공해 나갈 것”이라고 밝혔다.

김진영 앰코테크놀로지 기술연구소 상무는 “삼성전자와 앰코테크놀로지가 H-Cube 솔루션을 성공적으로 개발하며 HPC(고성능컴퓨팅), AI 시장에서 요구되는 반도체 집적 기술 구현의 난관을 극복했다”며 “파운드리와 OSAT(반도체 패키징·테스트 전문업체)의 협업 관계를 성공적으로 이루어 낸 것에 큰 의미가 있다”고 말했다.

업계에 따르면 삼성전자의 패키징 기술력은 파운드리 사업부의 매출 증가에 큰 역할을 하고 있는 것으로 분석된다.

삼성전자 반도체 부문(DS) 매출은 지난 3분기 26조4100억원으로 분기 사상 역대 최고 기록을 달성한 바 있다. 4분기에도 최첨단 공정을 중심으로 수요가 늘어나면서 매출 신기록을 다시 작성할 것으로 예상된다.

특히 첨단공정으로 불리는 10나노 공정 이하에서 TSMC와 삼성전자의 시장 점유율 비율이 6대 4로, 향후 최첨단 공정 양산 비중이 증가할수록 전체 파운드리 시장의 점유율에도 변화가 있을 전망이다.

삼성전자는 오는 17일(미국 서부시간) 파운드리 생태계 강화를 위한 ‘제 3회 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼’을 온라인으로 개최한다.