삼성도, SK하이닉스도 "패키징이 중요해"..공들이는 반도체 업계

[아시아경제 정현진 기자] "이제는 패키징 기술 발전 없이 칩 기술만으로 미래 시장의 우위를 선점할 수 없는 시대가 됐다."

반도체 업체들이 후공정 작업인 패키징에 공을 들이고 있다. 반도체 제조공정은 웨이퍼 공정인 전공정과 패키징·테스트 작업이 이뤄지는 후공정으로 나뉘는데, 후공정 기술이 반도체 성능과 생산 효율성 등을 높이는 핵심 기술로 평가받고 있기 때문이다.

22일 업계에 따르면 SK하이닉스는 올해 후공정기술 중 하나인 실리콘관통전극(TSV) 제품군을 늘리고 수익성을 확보하기 위해 노력을 기울이고 있다. SK하이닉스는 2013년 업계 최초로 TSV 기술을 기반으로 한 초고속 메모리 HBM 개발에 성공했으며 고용량 제품향으로 개발된 3DS 제품을 양산하고 2019년 HBM2E를 개발, 10개월만에 양산에 들어갔다.

패키지 공정은 칩을 외부와 전기적으로 연결하고 외부 환경으로부터 보호하면서 반도체가 발산하는 열을 효율적으로 나갈 수 있도록 제어하는 역할을 한다. 반도체 기술이 개발될수록 이에 따른 패키징 기술도 빠르게 변화해야 반도체 성능을 더욱 잘 구현할 수 있게 된다.

SK하이닉스 PKG개발 조직의 박진우 PL은 "TSV 기술의 핵심은 적층을 얼마나 안정적인 구조로 빠르고 원가 경쟁력 있게 구현하는 것이 관건"이라면서 "현재는 HBM과 3DS 제품에만 TSV 기술이 적용되지만 모바일과 낸드 제품에서도 높은 처리 속도가 필요할 경우 TSV 제품으로 확장할 수 있다. 이를 준비하는 차원에서 선제적으로 원가 경쟁력을 확보하는 데 힘쓰고 있다"고 말했다.

삼성전자도 차세대 패키지 기술 개발에 속도를 내고 있다. 이재용 삼성전자 부회장이 2019년과 지난해 두 번에 걸쳐 반도체 패키징 연구소가 있는 삼성전자 온양캠퍼스에 방문해 차세대 반도체 패키지 기술을 점검하는 등 패키지 기술에 대한 의지를 보여주기도 했다.

삼성전자는 이달 초 차세대 패키징 기술인 ‘아이큐브 4’를 개발했다고 발표했다. 로직 칩과 4개의 HBM 칩을 하나의 패키지에 담은 독자 구조로 향후 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI), 클라우드 서비스 등에 활용할 수 있다. 그동안에는 로직 칩과 메모리 칩을 별도로 패키징 했는데, 이를 하나로 묶어 면적을 줄이고 데이터 속도는 빠르게 만든 것이다. 삼성전자 파운드리사업부 마켓전략팀 강문수 전무는 "고성능 컴퓨팅 분야를 중심으로 차세대 패키지 기술의 중요성이 높아지고 있다"면서 "‘아이큐브4’ 상용화 기술 경쟁력을 기반으로 HBM을 6개, 8개 탑재하는 신기술도 개발해 시장에 선보이겠다"고 말했다.

이처럼 공을 들이고 있는 반도체 업체는 국내 기업 뿐 아니다. TSMC나 인텔도 마찬가지다. TSMC는 현재 일본에 연구개발(R&D) 센터 설립을 추진하고 있다. 이 센터에서는 반도체 후공정에 대한 기술 개발이 집중적으로 이뤄지는 것으로 알려졌다. 인텔도 올해 미국 뉴멕시코주에 35억달러를 투자해 반도체 패키징 시설을 만들고 내년 하반기 가동을 시작한다.

한편, 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전 세계 패키징·테스트 업체 상위 10곳의 1분기 매출은 71억7000만달러로 전년동기대비 21.5% 증가했다. 반도체 수요가 크게 증가한 데다 이들 업체들이 후공정 관련 가격도 인상해 매출이 크게 늘어난 것으로 분석됐다.

정현진 기자 jhj48@asiae.co.kr