첨단 패키징은 더 작고, 더 강력하며, 더 에너지 효율적인 장치를 만들 수 있는 반도체 산업의 중요한 측면입니다. 인텔, TSMC, 삼성은 모두 첨단 패키징 분야에서 선도적인 기업으로, 각각 여러 개의 칩을 겹쳐 쌓을 수 있고 메모리를 하나의 패키지로 통합할 수 있는 독특한 기술을 가지고 있습니다. 이러한 첨단 패키징 기술은 전자 산업의 혁신과 성장을 견인하고 있으며 앞으로도 연구 개발의 핵심 분야가 될 것입니다.
반도체 첨단 패키징의 개념
반도체 사업에서 첨단 패키징 (advanced packaging)은 반도체 소자의 성능을 높이고, 크기를 줄이며, 전력 효율을 향상하는 데 도움이 될 수 있는 혁신적인 패키징 기법을 사용하는 것을 말합니다. 첨단 패키징은 현대 반도체 제조에서 필수적인 부분이며 스마트폰, 컴퓨터 및 기타 가전제품과 같은 복잡한 전자 장치의 개발을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 담당합니다. 이를 통해 기업은 더 많은 기능을 더 작은 폼 팩터로 패키징 할 수 있으므로 최종 사용자가 기기를 더 휴대하기 쉽고 강력하며 편리하게 사용할 수 있게 됩니다. 반도체 산업의 첨단 패키징에 대한 미래 전망은 유망해 보입니다. 더 작고 강력하며 에너지 효율적인 장치에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 첨단 패키징의 중요성은 더욱 커질 것이기 때문입니다. 이는 사물인터넷(IoT), 5G 네트워크, 인공지능(AI)과 같은 신흥 기술이 고유한 요구 사항을 충족하기 위해 고급 패키징 솔루션을 필요로 하는 경우에 특히 해당됩니다.
반도체 첨단 패키징의 몇가지 예는 다음과 같습니다.
1. 플립칩 패키징: 플립칩 패키징은 접촉 패드가 아래를 향하도록 하여 반도체 다이를 기판에 직접 장착하는 것을 포함합니다. 이를 통해 상호 연결이 짧아지고 패키지가 작아져 성능이 향상되고 장치의 전체 크기가 감소할 수 있습니다.
2. 웨이퍼 레벨 패키징: 웨이퍼 레벨 패키징은 여러 다이를 개별 구성 요소로 분리하기 전에 한 번에 패키징하는 것을 포함합니다. 이는 여러 다이를 동시에 패키징 할 수 있기 때문에 비용을 절감하고 수율을 향상시킬 수 있습니다.
3. 팬아웃 패키징: 팬아웃 패키징은 다이의 접점을 재배포하여 기판에 연결할 수 있는 더 큰 영역을 만드는 것을 포함합니다. 이를 통해 패키지 내에 더 많은 구성 요소를 배치할 수 있으므로 성능을 향상시키고 장치의 전체 크기를 줄일 수 있습니다.
4. 3D 패키징: 3D 패키징은 패키지 내에 여러 개의 다이를 수직으로 쌓는 것을 포함합니다. 이것은 더 높은 구성요소 밀도와 더 짧은 상호 연결을 허용하기 때문에 성능을 향상시키고 장치의 전체 크기를 줄일 수 있습니다.
첨단 패키징 분야를 선도하고 있는 회사
첨단 패키징 분야에서는 다음과 같은 세 회사가 기술적으로 선도하고 있습니다.
Intel
인텔은 포베로스라는 첨단 3D 패키징 기술을 보유한 첨단 패키징 분야의 선두 기업입니다. 포베로스는 TSV (Through-Silicon via) 기술을 이용해 여러 개의 칩을 겹쳐 쌓을 수 있는 하이브리드 본딩 기술을 의미합니다. 다양한 칩을 함께 쌓아 성능과 전력 효율성의 독특한 조합을 만들 수 있기 때문에 이 스태킹은 높은 수준의 사용자 지정과 유연성을 가능하게 합니다. 또한 포베로스는 또한 다양한 종류의 칩들이 하나의 패키지를 만들기 위해 함께 쌓여있는 이종 칩들의 생성을 가능하게 합니다. 이와 더불어, 인텔은 다양한 칩을 하나의 패키지로 통합할 수 있는 임베디드 멀티 다이 인터커넥트 브리지 (EMIB) 기술과 메모리를 하나의 패키지로 통합할 수 있는 Co-EMIB 기술과 같은 다른 고급 패키징 기술을 개발한 바 있습니다.
TSMC
TSMC는 웨이퍼 레벨 패키징 및 칩 온 웨이퍼 온 기판과 같은 고급 패키징 솔루션을 제공하는 선도적인 반도체 제조사입니다. 웨이퍼 레벨 패키징에는 여러 다이를 개별 구성 요소로 분리하기 전에 동시에 패키징하는 작업이 포함됩니다. 이 기술은 여러 다이를 동시에 패키징할 수 있기 때문에 비용을 절감하고 수율을 향상시킬 수 있습니다. 칩 온 웨이퍼 온 기판은 TSV 기술을 사용하여 여러 개의 다이를 서로 겹쳐 쌓는 것을 포함합니다. 다양한 칩을 함께 쌓아 성능과 전력 효율성의 독특한 조합을 만들 수 있기 때문에 이 스태킹은 높은 수준의 사용자 지정과 유연성을 가능하게 합니다. TSMC는 또한 여러 개의 칩을 하나의 패키지로 통합할 수 있는 SoIC (System-on-Integrated-Chips) 기술과 메모리를 하나의 패키지로 통합할 수 있는 InFO-MS (Integrated Fan-Out with Memory on Substitute) 기술과 같은 다른 첨단 패키징 기술을 개발하고 있습니다.
삼성
삼성은 첨단 패키징 기술에 많은 투자를 하고 있는 또 다른 회사입니다. 팬아웃 패키징과 TSV 기술을 포함한 다양한 고급 패키징 기술을 개발했습니다. 팬아웃 패키징은 다이의 접점을 재배포하여 기판에 연결하기 위한 더 큰 영역을 만드는 것을 포함합니다. 이 기술을 사용하면 패키지 내에 더 많은 구성 요소를 배치할 수 있으므로 성능을 향상시키고 장치의 크기를 줄일 수 있습니다. TSV 기술은 패키지의 서로 다른 계층 사이에 수직 상호 연결을 생성하여 더 높은 구성 요소 밀도와 더 짧은 상호 연결을 허용하는 것을 포함합니다. 삼성은 또한 여러 개의 칩을 하나의 패키지로 통합할 수 있는 시스템 인 패키지(SiP) 기술과 메모리를 하나의 패키지로 통합할 수 있는 임베디드 패키지 (ePoP) 기술과 같은 다른 첨단 패키징 기술도 개발하고 있습니다.
결론적으로, 인텔, TSMC, 삼성은 모두 첨단 패키징의 바운더리를 넓히기 위해 연구 개발에 많은 투자를 하고 있습니다. 각 회사는 더 작고 강력하며 에너지 효율적인 장치를 만들 수 있는 고유한 첨단 패키징 기술을 개발해 왔습니다. 이들 기업은 반도체 산업의 최전선에 있으며, 첨단 패키징 기술이 전자산업의 혁신과 성장을 견인하고 있습니다.
