[피스앤칩스]대세는 '후공정'…패키지 기술 개발 열기 뜨겁다

전공정만큼 중요도 커진 후공정
패키지 기술만으로 제품 성능 2배 뛴다
3D 적층·칩렛 등 업계 기술 개발 '활발'

편집자주현대 산업의 쌀로 불리는 반도체. 매일 듣는 용어이지만 막상 설명하려고 하면 도통 입이 떨어지지 않죠. 어렵기만 한 반도체 개념과 산업 전반의 흐름을 피스앤칩스에서 쉽게 떠먹여 드릴게요. 숟가락만 올려두시면 됩니다.

지난해 11월 삼성전자가 그래픽용 D램 신제품을 소개했습니다. 'GDDR6W'라는 이름의 제품인데요, 공개 당시 업계 주목을 받았습니다. 단순히 신제품이라서 그런 것은 아닙니다. 차세대 패키지 기술로 성능을 한껏 높인 제품이었기 때문입니다.

패키지는 쉽게 말해 여러 반도체 칩을 쌓거나 합친 것을 말합니다. 반도체 생산 과정 중 후(後)공정에서 탄생하죠. 전(前)공정이 원형 웨이퍼에 회로를 그려 다량의 반도체 칩(다이) 밑그림을 완성하는 일이라면, 후공정은 웨이퍼를 칩 단위로 자르고 전기가 통하는 완제품으로 만드는 포장(패키징) 작업을 포함합니다. 이때 칩에 문제가 없는지 테스트도 한답니다.

웨이퍼에서 생산되는 반도체 칩(다이) 모습 / [이미지출처=SK하이닉스]

삼성전자는 GDDR6W를 내놓기 위해 '팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP)' 기술을 활용했습니다. FOWLP는 패키지를 만들 때 인쇄회로기판(PCB) 없이 웨이퍼에서 바로 다이를 쌓는 기술입니다. 패키지 안에 PCB 자리가 빠진 만큼 여유 공간이 생겨 포함하는 칩 수를 더 늘릴 수 있죠. GDDR6W가 기존 제품(GDDR6)과 동일한 크기의 패키지임에도 성능, 용량을 2배 키운 이유입니다.

이처럼 반도체 업계는 최근 제품 성능을 높이기 위해 후공정 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 같은 노력을 쏟았을 때 전공정보단 후공정에서 얻을 성과가 크다고 보기 때문입니다. 전공정 기술력은 이미 상당 수준에 도달했습니다. 자연히 이 분야에서 한 차원 높은 기술을 새로 선보이기 힘들죠. 반면 후공정은 상대적으로 관심을 덜 받던 분야입니다. 그만큼 개척할 수 있는 땅이 많은 셈입니다.

GDDR6와 GDDR6W 패키지 비교 이미지. GDDR6W는 PCB를 제외한 자리에 칩을 추가해 성능을 높였다. / [이미지출처=삼성전자 뉴스룸]

업계에선 최근 다양한 패키지 기술에 관심을 두고 있습니다. 반도체 다이를 수직으로 쌓아 올리는 3차원(3D) 적층 기술이 대표적입니다. 서로 다른 공정에서 설계, 제조한 칩 조각(칩렛)을 한 패키지 안에 묶는 기술도 관심을 받고 있습니다. 인텔은 칩렛 기술을 개발하기 위해 삼성전자, TSMC, ARM 등 다수 업체들과 컨소시엄(UCIe)을 꾸리기도 했죠.

부품 업계 역시 이같은 흐름에 발맞추기 위해 분주한 모습입니다. 삼성전기, LG이노텍의 경우 '플립칩 볼그리드 어레이(FC-BGA)' 사업 확대에 진심입니다. FC-BGA는 반도체 칩을 메인 기판에 연결해주는 차세대 반도체 기판인데요, 고집적 패키지 기술을 지원하다 보니 향후 관련 시장의 성장성이 높다고 하네요.

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김평화 기자 peace@asiae.co.kr