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<자막원문>

진행 한주엽 디일렉 대표

출연 한봉태 메릴랜드 대학 교수

-오늘 미국 메릴랜드 대학의 한봉태 교수님 모셨습니다. 교수님 안녕하십니까.

“안녕하세요. 감사합니다. 이렇게 좋은 자리 만들어주셔서.”

-교수님 지금 여기서는 뭐를 가르치고 계십니까?

“그러니까 지금 안식년으로 잠깐 한국에 와 있는데 한양대학교에 김학성 교수랑 연계가 돼서 전자 패키징 기계적인 그런 거에 대한 걸 가르치고 있죠.”

-어떻게 근데 메릴랜드 대학에서 교수님을 이렇게 하시게 됐습니까?

“원래 사실은 이제 졸업을 하고 박사를 하고 나서.”

-박사는 어디서 하셨어요.

“박사는 버지니아텍(Virginia Tech)이라는, 여기서는 어떻게 부르는지 모르겠는데 하여튼 버지니아텍(Virginia Tech)에서 공부를 하고.”

-학부는 한국에서 하셨죠?

“학부랑 석사는 다 여기서 하고 이제 공부를 하러 거기 갔다가 처음에 이제 교수 생각이 좀 있었는데 어찌 됐든 간에 공학 교수도 공학자잖아요. 엔지니어잖아요. 그래서 그 당시에 이제 IBM이라는 좋은 기회가 주어져서 회사를 한 5년 다니다가.”

-몇 년도입니까?

“이제 91년도에 제가 IBM을 갔죠. 그래서 이제 한 5년 정도 거기서 경험을 쌓고.”

-패키징 분야에서요?

“그렇죠. 저는 이제 말씀드린 적이 있는 것 같기도 하지만 저는 패키징에서 제일 복이 많은 친구 중의 한 명이다라고 제가 항상 얘기를 하는데 그 이유가 그 당시에 IBM에서 플립칩(Flip-Chip)이니 BGA니 빌드업(Build-up)이니 그런 거를 다 아무것도 없는 상태에서 그냥 개발하는데 들어가 있었거든요. 운이 좋게.”

-IBM이 패키징을 그렇게 개발을 했었어요?

“그러니까 이제 그 이유가 IBM이 컴퓨터 회사잖아요. 대형 컴퓨터를 만드는 회사였는데 그 당시만 해도 나중에는 PC도 좀 했지만, 근데 칩이 자꾸 커지니까 이 칩이 커지는 거를 해결하기 위한 패키징을 안 할 수가 없게 된 거죠. 그래서 이제 그 당시에 그 패키징을 하는데 그 당시에 참 운이 좋게 조인을 한 거죠.”

-컴퓨터를 만드는 회사인데 칩이 커지니까 패키징도 우리가 직접 개발을 했다.

“그러니까 이제 뭐 독자분들도 잘 아실 테고 그렇지만 이제 우리가 아는 것처럼 모든 재료는 열을 받으면 늘어나잖아요. 우리가 이제 기차 타고 갈 때 그런 거 많이 느끼는 덜컹덜컹하는 이유가 레일을 이렇게 갭을 좀 놔두는 거거든요. 일부러 아시겠지만, 그 어렸을 때 우리 초등학교 때 배운 거잖아요. 그래서 여름에 이거 이렇게 닿지 않게 하려고.”

-조금 띄워놓죠.

“그런 것처럼 모든 재료가 다 열평창을 하는데 공교롭게도 저 같은 사람이 커리어를 하기 위해서 만든 건지 모르겠지만, 이 주기율표에 있는 Si에 있는 세미컨덕터라고 얘기하는 거 있잖아요. 반도체라고 얘기하는 것들은 열평창 계수(CTE)가 정말 작아요. 그러니까 작은데 그 뒤에 있는 모든 것들은 이제 열평창 계수가 크거든요. 그러니까 그것들을 연결을 하는 적층에서 그 연결되는 놈들이 이제 그 열평창 계수 다른 것 때문에 이제 자꾸 페일을 한단 말이에요.”

-고생을 하죠.

“그렇죠. 고생을 하니까 이제 그것 때문에 칩이 커져가는 거를 해결하기 위해서. 그래서 그 당시에는 처음에 그렇게 패키징이 되기 전에는 아직은 패키징 엔지니어로서 아직도 대단하다고 보는 게 있어요. Thermal Conduction Module이라고 있거든요. IBM이 이만한 모듈에다가 칩을 99개를 박은, 칩을 키우는 대신 99개를 이 세라믹 모듈에다가 박아서 이렇게 쿨링을 막 한 그런 엄청난 아키텍처가 있었어요. 그 당시에. 그다음에 이제 그런 거로 해결이 안 되니까 이제 어쩔 수 없이 칩이 커져가면서 밀도는 높아지잖아요. 그러면서 이제 패키징에 대한 요구가 막 생기기 시작한 거죠.”

-그러다가 이제 회사 그만두시고 이 학교의 교수님으로 오신 거고.

“그렇죠.”

-지금은 한국의 안식년인데 어떤 프로그램에 의해서 한국에서.

“감사하게도 지금 정부에서 하고 있는 브레인 풀(Brain Pool)이라는 제도가 있어요. 그래서 이제 좀 제가 얼마나 경험이 있는지는 모르겠지만 좌우지간 나이가 먹어서 경험이 있는 사람들을 좀 데려다가 여기서 액티브하게 연구하시는 분들과 팀을 해서 또 새로운 걸 해보자 하는 그런 제도가 있거든요. 그래서 그거를 이제 한양대학교에 있는 이제 김학성 교수님하고 과제 제안서를 써서 감사하게도 잘 돼서 이제 여기 와 있습니다.”

-오늘 원래 패키징 쪽에 오랫동안 연구도 많이 하시고 학교에서 그것도 가르치시고 제자분들도 굉장히 이 산업계에 엄청 많이 퍼져 있지 않습니까?

“하여튼 너무 감사하죠. 지금 미국에서는 이제 애플에도 많이 가 있고 인텔도 많이 가 있고 구글, 마이크로소프트, 퀄컴 이런 데 주로 가 있거든요.”

-국내 기업에서도 교수님한테 패키징 쪽 분야에 대해서 자문도 많이 구하신 거로 제가 알고 있어요.

“하여튼 감사하게도 기회가 될 때마다, 진짜 저는 미국에 살면서 미국에 사는 한국 사람으로 정말 감사하니까 진짜 자랑스럽거든요. 더 이상은 얘기 안 할게요. BTS니 기생충이니 그래서 감사하기 때문에 기회만 주어지면 항상 이제 도움을 드리고 싶어서, 미력이나마 가끔 부탁을 받으면 삼성하고도 일을 많이 했고 대덕하고도 일을 했고 그리고 제자들도 삼성에 많이 가 있어요. 그래서 많이 연구를 하고 있습니다.”

-차세대 패키지에 대해서 오늘 좀 지식을 좀 구하고자 모셨는데 FO-WLP(팬아웃 웨이퍼레벨 패키지), InFO 그리고 또 요즘 AMD나 이런 쪽에서 작년에 발표한 것처럼 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding), 카파to카파(직접 구리-구리 결합) 이런 식으로 굉장히 다양한 어떤 기술들이 나오고 있는데. 일단 제가 그냥 기초적인 질문 좀 드리면 반도체 칩에서 패키징을 왜 하는 겁니까?

“이것도 상당히 좀 어려운 질문이신데 그러니까 이제 반도체 패키지라는 것 자체가 트랜지스터잖아요. 반도체라는 게 이제 제가 이렇게 좀 너무 쉽게 설명하는지 모르겠지만, 일단 전기가 통하면 1 전기가 잡히면 0이잖아요. 그래서 반도체라는 게 세미컨덕터니까 어떨 때는 컨덕팅을 하고 어떨 땐 인슐레이팅을 하는데 이제 그런 것들이 엄청나게 많은 집적도가 높아졌단 말이에요. 근데 그놈들이 궁극적으로 아웃사이드랑 커뮤니케이터를 해야 되잖아요.”

-아웃사이드라는 것은?

“이제 그러니까 파워 서플라이든 아니면 하다못해 우리가 컴퓨터에 키보드를 치면 그 키보드에서 친 그 시그널이 칩에 가야 되니까.”

-그렇죠.

“제가 아웃사이드라는 표현을, 독자분들한테 하나 좀 양해를 구할 거는 제가 미국에서 산 지가 한 37년이 돼서 가끔 이렇게 영어가 툭툭 튀어나오는 거 이해를 좀 부탁을 좀 드리고 그래서 이제 그다음에 또 이 칩이라는 게 워낙 센서티브한 것들이니까 그러니까 그래서 그걸 또 프로텍트도 해야 되고. 잘 아시는 것처럼 이 반도체라는 것들이 반도체의 역할을 하려면 온도가 85도 넘어가면 안 되거든요. 그러니까 이제 여기 독자분들 중에서는 온도 재는 거 많이 하시는 분들도 계시는데 더미스라는 게 있어요. 그게 뭐냐면 이제 반도체의 저항이 온도랑 너무 민감하니까 그거에 민감성을 가지고 온도를 아주 정확하게 재는 것들이 있거든요. 그러니까 더미스라고 하는데 그런 것처럼 이제 온도가 올라가면 반도체의 저항이 낮아집니다. 그러니까 이제 어느 이상 올라가면 이놈이 이제 반도체를 못 하는 거죠. 그냥 전도체가 돼 버리는 거죠. 그래서 이제 그거를 임계 온도라고 얘기하는데 이제 근데 저 같은 기계를 한 사람들 패키징하는 사람들에서의 반도체라는 거는 그냥 열 히터예요. 아무래도 거기 카파가 있으니까 이제 우리 히팅이라는 거로 해서 열이 나오잖아요. 그래서 이제 저희들한테는 히터인데. 히터가 계속 나오니까 그 히팅을 어떻게든지 줄여서 그 온도 보다 낮춰줘야 되니까. 이제 그런 것들이 다 3개가 포함돼서 그러니까 바깥이랑 연결할 수 있는 고리를 만들어주고 전기도 들어와야 되지만 또 바깥이랑 I/O도 해야 되고 그다음에 프로텍트도 해줘야 되고 보호도 해줘야 되고 그다음에 세 번째가 열도 이제 해주는 그런 것들이 이제 됐는데.”

-열도 밖으로 방출을 해야 된다.

“온도를 이제 아무리 써도 낮춰야 되는데 이제 그렇게 예전에 전통적으로 그 세 가지를 패키징해서 요구를 했어요. 근데 요새는 이제 제가 예전에 강의했던 자료들을 바꾸고 있는데 그 밑에 뭐라고 했었냐면 요새는 옛날에 다른 것들도 요구되는가 그런 걸 했었는데 이제 그게 요새는 점점 앞단으로 치고 들어오죠. 그중의 하나가 뭐냐면 작아져야 되고.”

-작아져야 되고.

“그다음에 Manufacturability(제조 가능성) 잘 만들어져야 되고 그다음에 또 reliability(신뢰성)가 있어야 되죠. 그런 것들이 이제 같이 포함이 돼서 이제 패키징 기술들이 중요해지는 거죠.”

-패키지 종류가 굉장히 많죠.

“많죠.”

-무슨 CSP(단일칩패키지)… 뭐 아는 게 그거밖에 없어서 종류가 엄청나게 많던데 보니까 만드는 방법도 다 다릅니까?

“제가 강의를 할 때 쓰는 항상 말인데 언어를 배울 때 우리가 문법을 배우는 것처럼 그렇게 패키지를 금방 이해하기 위해서 정말 필요한 기본 요소들이 있어요. 그런데 이제 그 요소들에서 조금씩 이렇게 다 조금씩 변화하는 것들이거든요. 지금 말씀하신 CSP(단일 칩 패키지)도 그렇고 그런 건데. 뭐냐하면 실제로 칩을 만들고 나면 이 칩이 바깥이랑 연결이 돼야 되니까 독자분들도 다 많이 아시는 분들이 계시겠지만 이제 BEOL(back end of line)을 하게 되면 이제 칩을 마지막으로 하면 거기에 이제 패시베이션 레이어(Passivation Layer)라고 이제 그거를 이제 보호하는 막을 만들고 다이렉트릭(유전체)으로. 그다음에 이제 구멍들이 뚫어져 있어 가지고 이제 패드들이 나온단 말이에요. 그놈들로 연결하는 과정은 실제로는 2개밖에 없어요. 와이어 본딩을 한다든가 이제 옛날에는 골드를 하다가 지금 이제 구리로 하고 돈 때문에. 그다음에는 이제 범프라는 거로 하는 거죠. 범프라는 거로 이제 이렇게 동글동글하게 해서 그걸 이제 연결하는 거로 이제 하고. 그다음에 이제 그다음에 패키징이라고 하면 그놈들을 그냥 공기 중에 내보낼 순 없으니까 그런 걸 어떤 전기 저항이 높은 그러한 재료, 제일 좋은 게 만만한 게 폴리머잖아요. 그런 거로 이제 감싸주는 기본은 다 그거예요.”

-그걸 EMC(Epoxy Molding Compound)라고, 감싸는 걸 EMC라고 합니까?

“이제 감싸는 거는 이제 그중에서 하나가 EMC고 그다음에 이제 또 플립칩(Flip-Chip)같이 이제 범프 같은 경우 하는 경우에는 이제 다 감쌀 수가 없잖아요. 그러니까 이제 와이어 본딩 같은 경우는 이렇게 이제 옆으로 빼니까 거기는 다 감싸줘도 되는데. 왜냐하면 와이어 본딩에 연결된 놈만 바깥으로 나가면 되니까 얘는 범프를 만들어버리면 이게 볼이 이렇게 있잖아요. 이놈을 다 감싸주면 안 되잖아요. 그래서 여기는 얘를 못 사고 여기는 놔두면서 여기만 채우는 이제 언더필(Underfill)이라는 이 말도 생기는 거고 그런데 이제 말은 이제 다르죠. 몰딩 컴파운드라고 한 이유는 그거를 채우는 방법 자체가 우리 붕어빵 만들잖아요. 붕어빵 만들 때 이렇게 해놓고 거기다 기름칠을 한 다음에 이제 앙꼬 넣고. 앙꼬가 이제 만약에 칩이라고 생각하면 거기다가 이제 밀가루를 부은 다음에 닫아서 이렇게 쿡 하고 열면 빼잖아요. 그게 이제 몰딩의 개념인데 그런 몰딩이라는 걸 하니까 이제 그거를 몰딩 컴파운드라고 해서 EMC라고 하는 거고. 그다음에 이제 언더필(Underfill) 같은 경우는 그렇게 몰딩을 하지 않고 이렇게 모세관 언더필(Capillary Underfill, CUF)이라고 하는 거는 이제 그냥 폴리머를 쭉 들어서 저기 뭡니까 우리 캐필러리 액션 그런 거로 해서 이렇게 채워주는 게 있고 또 어떤 경우 방법도 있는데. 하여튼 그게 좀 다르기 때문에 하지만 그런데 거기서 중요한 핵심은 그 형태를 잡아줘야 되기 때문에 돈이 제일 싼 폴리머를 쓰고 그런데 폴리머만 쓰면 뭐가 문제가 되냐면 너무 이놈들이 약해요. 이놈들이 약하고 그 힘이 없는 거죠. 쉽게 얘기하면 메탈이나 이런 거에 비해서. 그다음에 또 하나 문제는 이놈들이 열팽창 계수가 너무 커요. 보통 칩에 한 30배에서 60배까지 됩니다. 그러니까 이제 그놈이 이렇게 붙어 있어야 되는데 그놈은 만약에 우리가 전화기 쓰면 따뜻해지잖아요. 그러니까 아까 말씀드린 것 저한테 이제 반도체는 히터인데 랩탑 이렇게 쓰면 이게 따뜻해지고 온도가 올라간단 말이에요. 근데 칩은 이만큼밖에 안 늘어나는데 이놈이 막 이만큼 늘어나면 깨지니까 이제 그런 거를 줄여주기 위해서 그 안에 글래스, 실리카 같은 그런 파티클들을 집어넣거든요. 구슬이죠. 그런데 이제 구슬이 사이즈가 마이크론(μm) 정도 되는 10마이크론(μm) 정도 되는 필러를 집어넣어서 이제 그런 것들이 대부분 다 우리가 얘기하는 필드 폴리머. 그러니까 채워져 있는 폴리머. 근데 그거를 몰딩할 때는 EMC(Epoxy Molding Compound). 언더필(Underfill)을 할 때는 언더필. 이렇게 이름만 달라진 거죠.”

-최근의 트렌드는 어떻습니까? 요즘 뭐 무슨 미국에 있는 애플이라든지 대만에 있는 TSMC라든지 이런 회사들에서 팬아웃(Fan-out)이니 뭐… 무슨 그쪽 회사 이름은 InFO(Integrated Fan-Out Wafer Level Packaging). 뭐 이런 식으로 얘기를 하는데 팬아웃(Fan-out)은 팬의 아웃이다. 팬의 인(Fan-in)이다. 뭐 이런 식으로 얘기를 좀 하던데 그건 어떤 의미입니까?

“그러니까 그것도 아주 참 제가 나름대로는 좀 설명을 한번 최선을 다해볼게요. 그러니까 이제 패키지라는 전통적인 개념은 이제 우리가 웨이퍼들은 이제 아마 다들 아실 거예요.”

-동그랗게.

“독자들도 다 아시고 웬만한 분들 다 아시니까 삼성이나 하이닉스 이런 회사가 있으니까 그래도 이제 18인치나 무슨 이렇게 큰 동그란 데다가 이제 칩에 수십 개~수백 개를 한꺼번에 만들잖아요. 이제 그 장점이 이제 우리 독자분들이나 사장님 잘 아시는 것처럼 한 번에 뭘 할 수 있으니까. 이제 수백 개를 한 번에 만드는 장점이 있단 말이에요. 그래서 웨이퍼라는 말을 쓴단 말이에요. 그래서 패키징이라고 전통적으로 우리가 생각해 왔던 것들은 이걸 자르죠. 칩을 이제 만들고 나면 칩을 이렇게 잘라서 그 각각의 칩을 아까 얘기 드렸던 그런 요구 조건들 패키징에서 요구하는 것들 그런 것들을 만족시킬 수 있는 기술을 이제 집어넣어서 우리가 그거를 패키지 했다고 이제 표현을 하거든요. 근데 이제 팬아웃(Fan-out) 또는 팬인(Fan-in) 그런 걸 떠나서 웨이퍼레벨 패키지(Wafer Level Package)라고 하면 이 가격을 줄이는 거에 대한 요구는 회사라는 건 항상 있어 와야 되는 거니까.”

-그게 혁신이죠.

“혁신이죠. 그러니까 이제 하나씩 하기는 힘들잖아요.”

-잘라서 하나씩 하긴 힘들죠.

“돈이 많이 들고 시간이 많이 드니까 그걸 한꺼번에 다 해서 어떻게 패키지도 다 해보고 패키지까지 다 한 다음에 이걸 자르면 어떨까? 하는 그러한 요구는 1999년도부터 있어 왔죠. 그래서 이제 그때 이제 처음으로 웨이퍼레벨 패키지라는 말이 생겼어요. 그게 이제 뭐냐 하면 패키지 단에서 아까 이제 우리 대표님하고도 말씀 잠깐 나눴지만 RDL(Redistribution Layer)이라는 말을 할 수밖에 없는데.”

-RDL(Redistribution Layer).

“RDL(Redistribution Layer)이라고 얘기하는 게 있는데. 이제 그게 칩에서는 엄청나게 많은 그런게 있는데 거기는 우리가 만들 때 엄청나게 파인한 나노미터 이런 걸 하잖아요. 그런데 그게 앞으로 뒷단으로 나오게 되면 이제 훨씬 더 사이즈가 커져야 되는데. 거기서 나온 요구 조건들을 이렇게 다 나눠줄 수 있는, 이렇게 좀 이렇게 펴줄 수 있는지 그런 게 이제 RDL인데. 그 RDL 레이어를 여태까지는 컨셉츄얼리한 패키징에서 하는 거가 이제 전통적인 패키징이면 웨이퍼레벨 패키지라고 하면 자르기 전에 그런 RDL를 어떻게 해보자라고 했던 개념이 생겼던 거죠. 그런데 이제 그 컨셉은 좋아서 후지츠 이런 회사들이 이제 그런 웨이퍼레벨 패키지를 만들었죠. 오래된 거예요. 몇십 년 전에만 들었죠. 그런데 이제 문제는 뭐냐면 칩 위에다 하니까 땅이 땅덩어리가 칩만큼 밖에 없는 거예요.”

-칩 다이에 어떤 사이즈밖에 없는, 작아지니까.

“칩은 자꾸 작아지죠. 그러니까 이제 패키지를 할 수 있는 보통 이제 이것도 말씀을 좀 드려야 되겠지만, 패키지라고 하면 칩보다 훨씬 컸죠. 그래서 아까 사장님이 말씀하신 단일칩패키지(CSP)는 그냥 패키지인데 이게 모바일 디바이스로 가면서 작아지면서 한 칩보다 한 10~20% 정도 된 놈들은 “야 우리 칩 스케일 패키지 (CSP)로 부르자” 그렇게 해서 또 만들어진 이름이 거든요.”

-칩 크기하고 비슷하니까.

“이제 그런데 칩 크기랑 똑같은 게 바로 이제 웨이퍼레벨 패키지가 됐던 거죠. 근데 이제 칩이 작아지니까 문제가 생긴 거예요. 반대로. 집적도가 높아지니까 왜냐하면 거기도 RDL(Redistribution Layer)를 할 수 있는, 근데 이제 아까도 말씀드려서 좀 비약을 해서 죄송하지만, 강조를 좀 하면 패키징 단에서 쓰는 기술들은 훨씬 칩 단에서 쓰는 기술보다 훨씬 조악하잖아요. 조악하다는 표현은 좀 안 좋겠지만, 그 나노미터(nm)에서 이제 뭐 마이크론(μm) 레벨이니까 이게 이제 다른 기술이거든요. 가격도 있고 그러니까 그래서 이제 그걸 할 수 없잖아요. 그래서 이제 그게 이제 별로 각광을 못 받았어요. 아이디어는 있었는데 계속 있다가.”

-99년도에는.

“그러다가 이제 정확히 이유는 기억은 안 나지만, 그러다가 이제 이런 기술이 예전에는 패키징 기술이, 새로운 기술이 혁신적인 기술이 만들어지면 무슨 플립칩(Flip-Chip)이든 빌드업(Build-up) 이런 게 만들어지면 그 기술을 사용할 수 있는 많은 제품들이 따라 나왔죠. 그걸 사용할 수 있는 그러다가 이제 어느 시점에부터 이제 그거를 저는 제 개인적인 의견이지만 돌아가신 스티브 잡스라는 분이 어떤 제품에 대한 혁신을 가지고 나왔잖아요. 그리고 마켓을 열었잖아요.”

-맞아요.

“그 사람은 패키징하는 사람 아니 거든요. 그래놓고 그냥 기술적으로 이런 것만 하자라고 제품, 저희들이 표현하는 ‘Cool product’ 그러니까 쿨한 제품들을 이제 그 양반이 만든 거란 말이에요. 그 양반이 이제 그 유튜브에도 많이 있잖아요. 발표할 때 보면 제품에 대한 얘기를 많이 한단 말이에요. 그러면서 어쩔 수 없이 패키징하는 분들이 그 제품을 실현화하는 데에 필요한 기술들을 만들어내게 된 거죠. 그러면서 이제 팬아웃(Fan-out)이 생기기 시작한 것 중의 일화가 어떻게 되냐면 이제 팬아웃(Fan-out) 먼저 얘기를 드리면, 그런데 그 바로 전에 이제 이런 패키징 쪽으로도 엄청나게 많은 요구들이 생긴 거예요. 그러니까 예를 들면 이렇게 말씀드리면 좋을 것 같아요. 기판 같은 경우에 제가 처음에 IBM을 갔을 때는 미국에서 이 단어를 이제 유닛을 mil이라는 표현을 쓰거든요. 그게 이제 1천분의 1인치인데 그게 25.4마이크론(μm)이에요. 이제 그게 기판의 카파드 라인들의 두께가 폭이 이 정도였단 말이에요. 그러니까 25마이크론(μm) 정도 되는 게 또 그다음에 이제 그 정도로 했단 말이에요. 그다음에 이제 이게 패키지의 요구 조건이 많아지면서 그놈들이 되게 얇아져야 되는 그게 이제 플립칩(Flip-Chip)이라는 것 때문에 이제 그렇게 됐는데. 그러면서 가격을 줄이기 위해서 이거를 그러면 웨이퍼 레벨로도 프로세스를 하면서 RDL을 그러면서 이거를 이 땅을 넓힐 수 있는 게 없는가 한 게 이제 그게 팬아웃(Fan-out)이 된 거죠.”

-그게 팬아웃(Fan-out)이 된 거군요.

“그래서 어떻게 되냐면 칩을 잘라가지고 다시 이런 동그란 웨이퍼 이제 이거는 칩이 아니라 실리콘이 아니라 이제 메탈 같은 데다가 그냥 위에 올려 올려놓고 이제 올려놓는데 다닥다닥 안 붙여놓고 조금 이놈들을 벌려놓고 준 다음에 거기를 이제 EMC(Epoxy Molding Compound). 우리가 썼던 옛날에. 옛날에는 그냥 보호만 하는 거로만 하다가 그놈들을 채워서 그놈들을 그 위에다가 전체로 RDL을 만들고 그다음에 이제 그걸 이렇게 잘라내는 이제 그렇게 하게 된 거죠.”

-그러면 칩 다이 사이즈보다도 더 훨씬 더 넓은 영역에 뭔가.

“RDL을 할 수가 있게 된 거죠. 근데 다만 이제 거기서는 이제 이런 생각을 해야 되죠 우리가. 그러면 그 예전에는 왜 못 했을까? 우리가 이제 그런 걸 간과하면 안 되는 게 최근 한 20년 정도에 또 EMC(Epoxy Molding Compound)라는 테크놀로지가 또 엄청나게 발전을 한 거죠.”

-그렇죠.

“그런 게 발전을 안 하고서는 이런 거는 언감생심 생각할 수도 없는 그런, 그러니까 재료들이 한 20년 사이에 엄청나게 개발이 됐으니까 그러한 기술들이 접목이 되면서 제가 이제 학생들한테 강의할 때 특히 이제 많이 얘기하는 것 중의 하나가 패키징은 아무리 좋은 기술이 나와도 모든 장비도 새로 만들어야 되고 재료도 새로 만들어야 되는 거는 절대로 살아남을 수가 없어요. 그러니까 패키징 기술에서의 가장 중요한 핵심은, 이제 팹은 좀 달라요. 칩은 좀 다른데. 패키징 쪽은 이제 아무래도 후단 쪽에서 하는 거기 때문에 기술이나 재료나 이런 것들이 기존에 있는 것들을 잘 사용하기 힘들면.”

-그러면 상용화되기 어렵다.

“어렵죠. 왜냐하면 가격이 전혀 맞지가 않으니까. 그래서 지금 팬아웃(Fan-out)도 사실 따져보면 EMC 쓰던 거죠. 그다음에 칩은 잘랐다가 붙이는 거는 평생 하던 거고. 다만 이제 메탈 이런 동그란 그런 메탈 웨이퍼에다가 다시 붙이고 몰딩을 하고 이런 것들만 조금 달랐지만, 기술은 보완을 한 거지 이게 절대로 무슨 새로운 기술이 생긴 게 아니거든요. 그다음에 이제 그래서 그게 동그랗게 이제 호떡같이 만들었단 말이에요. 우리가 거기에다가 예전에는 칩 하나씩 하나씩 해야 되는 그 RDL을 한 번에 다 해버린 거잖아요. 웨이퍼 하듯이 그 칩 만들 듯이.”

-우리가 바비큐를 만들면 큰 고기 덩어리에 후추를 한 번에 뿌리고.

“아주 좋은 예를 들어주셨습니다.”

-잘라놓고 하는 것 보다.

“잘라놓고 하면 얼마나 힘들어요. 그리고 또 잘라놓고 하면 간도 다 안 맞잖아요. 이게 간도 안 맞고 자르는데 이걸 한꺼번에 다 일정하게 뿌려놓으면 간도 잘 맞고 굽기도 좋고 여러 가지 종류가 많죠. 그다음에 먹기 좋게 자른 거죠. 그래서 우리 대표님이 좋은 예를 들어주셨는데 그래서 그런 식으로 이제 기술이 간 거죠. 그러고서 이제 그걸 잘라내면서 바로 패키징이 끝나버리는 그래서 거의 이제 팬아웃(Fan-out)을 하고 잘라내기 전에 범핑도 다 하는 거죠. 그 위에다가. 그거를 바로 그냥 마더보드 PCB 같은 데 바로 올릴 수 있는 정도로 준비시켜버린 거죠.”

-범핑이라는 거는 아까 말씀하신 무슨 전기가 통하게 나오는 여러 가지 뭐랄까요. 통로의 위에 뭔가 이렇게 뭘 만드는 걸 범핑이라고 합니까?

“그렇게 말씀을 하셔도 되고 또 정확하게 좀 얘기를 드리면 이제 일단은 칩하고 그다음 단하고를 전기적으로 연결을 해야 되잖아요. 연결을 해야 되는데 아까 말씀드린 것처럼 처음에는 이제 와이어 본딩. 이건 다 아실 텐데 여러분들이 골드로 이렇게 와이어 본딩을 했단 말이에요. 그러니까 그걸 할 때는 이 옆에 밖에는 쓸 수가 없었어요. 왜냐하면 이게 얘를 엮어내는데 가운데에 있는 걸 들으면 이게 닿잖아요. 닿으면 이제 전기적으로 이제 쇼트가 나니까 안 돼서. 그래서 그런 경우는 이제 우리가 영어로 좀 써서 죄송하지만 Failure package이라고 그래서 아직도 근데 이게 마켓에서 제일 큰 포션이죠. 왜냐하면 이제 로우엔드 그러니까 좀 싼 것들은 다 그걸 쓰니까. 그러다가 이제 그게 플립칩(Flip-Chip)이 나오면서 이 전체 표면을 다 쓰는 게 된 거란 말이에요. 그래서 이제 그 칩 위에 이제 바깥이랑 연결될 수 있는 창문들을 다 이렇게 열어놨단 말이에요. 그놈을 다른 쪽이랑 연결하려니까 어떻게 하냐면 거기다가 예를 들면 팥 같은 걸 이렇게 범핑으로 올려놓은 거죠. 이렇게 동그랗게 만든 것들을 그래서 올려놓고 그걸 이제 범프라고 얘기를 하는데 이제 그게 범퍼가 되는 이유가 뭐냐 하면 거기 주로 쓰는 게 이제 솔더나 이런 것들을 쓰는데. 그런 놈들이 녹으면 표면 장력이 높아가지고 그냥 녹았던 압축이 그냥 그게 볼이 됩니다. 동그랗게 되거든요. 그놈들이. 그래서 이제 범프라는 말을 쓰게 되는데 그래서 범프를 해놓은 것들을 나중에 이렇게 뒤집어서 기판에 있는 패드에다 이렇게 올려놓고 다시 한번 또 오븐에 들어갔다 나오면 이게 붙어버리는 이제 그게 이제 범프의 개념이 될 수 있죠. 그래서 이제 그것까지 만들어 가지고 나와서 잘라내니까 이게 얼마나 한꺼번에 많은 걸 만들어낼 수가 있어요.”

-그러면 그 팬아웃(Fan-out)이라는 기술 TSMC에서 얘기하는 InFO. 그 기술도 사전에 인터뷰해보니까 방식이 여러 가지가 있던데 거기까지 들어가면 너무 복잡하니까.

“너무 복잡하죠.”

-그걸 했을 때 그러면 경제성이 가장 좋아지는 겁니까?

“그렇죠. 일단 팬아웃(Fan-out)으로 간 거는 가격을 줄이기 위해서 그러니까 그게 이제 팬아웃(Fan-out) 웨이퍼레벨로 간 처음 큰 이유는 이제 점점 이제 그 RDL을 만드는 게 복잡해지니까 하나씩 하려니까 돈이 많이 드는 거예요. 그러니까 예를 들면 옛날에는 기존에 있는 무슨 기술 가지고 15 마이크론(μm) 정도나 20마이크론(μm) 정도는 쉽게 했다. 근데 갑자기 고객이 패키징하는 회사에서 “야 우리는 한 10마이크론(μm) 정도를 해줘 봐”. 힘든 거예요. 물론 못하진 않겠죠. 근데 가격이 힘든 거예요. 너무 많이 이제 하나씩 하려니까 그러니까 그거를 절약하는 목적에서 돈을 줄이면서 조금은 혁신적으로 하게 하는 게 팬아웃(Fan-out)이라는 걸 하면서 물론 칩을 잘라서 다시 붙이고 이러한 시간을 겪었지만, 이거를 RDL을 한 번에 한다는 걸, 그냥 좀 이런 표현을 제가 좀 죄송합니다. 한 큐에 그냥 해결을 해버린 거죠. 그러면서 이제 그러면서 가격을 줄이는 거로 간 거죠. 그래서 이제 그렇게 해서 이제 갔는데 그거를 이제 그 TSMC라는 회사는 잘 아시겠지만, 또 우리 독자분들도 잘 아시겠지만 이제 파운드리. 다시 말하면 이제 칩을 만들어주는 공장이잖아요. 그러니까 우리가 그래서 요새는 다 아시지만, 정말 좋은 생각만 있으면 아이디어만 있으면 칩은 디자이너한테 맡겨가지고 디자인을 시키고 이렇게 그것만 해주는 데 있잖아요. 아이디어가 있으면 그다음에 그거는 이제 파운드리에 보내서 칩을 만들고 또 패키지만 해 주는 회사들한테 또 보내서 패키지 만들고 그다음에 또 어셈블리하는 데 보내가지고 또 하고 이런 이젠 정말 아이디어만 가지면 다 할 수 있으니까 그런 것처럼, 이 파운더리라는 거는 이제 칩을 만들어주는 어떤 일렉트리컬한 서킷을 주면 그걸 칩화하는 게 이제 파운더리잖아요.”

-그렇죠.

“그래서 처음에는 이제 그냥 이제 TSMC 같은 경우도 이제 만약에 애플이나 이런 데서 이게 우리 AP야 이거 만들어줘 이렇게. 그냥 만들어주는 것만 했단 말이에요. 그러면 이제 그거는 궁극적으로 패키징 회사로 갔죠. 애플은 이제 그런 회사가 없으니까.”

-후공정은.

“그러다가 이제 폭스콘 같은 데서 또 어셈블리하고 이렇게 되잖아요.”

-그렇죠.

“그러다가 이제 애플워치라는 게 참 중요한 패키징 역사에서는 중요하다고 봐야 돼요.”

-중요한 제품이다.

“왜냐하면 이제 거기에 들어가는 게 제일 복잡하다기보다는 얇아져야 되는 거예요. 애플워치가 아시겠지만 되게 얇았거든요. 그런데 얇으면서도 거기에서 이제 RDL이 복잡해져야 되니까 솔루션이 없는 거예요. 그러니까 칩을 만들었어요. 아무리 칩을 잘 만들어도 패키징 회사가 그거를 가격을 맞춰서 해주지 못하면 그 애플 같은 입장에서는 없는 솔루션이나 마찬가지잖아요. 그래서 이제 InFO라는 거를 그 애플워치를 위해서 개발을 하죠. 그거에 이제 중요한 거를 한두 가지만 좀 말씀드리면 제가 잘 말씀드릴 수 있을지 없을지 자신은 없지만 한번 최선을 해보면 아까 제가 설명이 좀 충분했는지 모르겠지만 칩들을 이렇게 잘라가지고 일단 알루미늄 같은 이런.”

-조금 더 큰 원판에.

“원판에다가 이렇게 이제 그거를 이렇게 띄엄띄엄 이렇게 붙인 다음에 이제 그놈을 몰딩을 이렇게 해서 그러니까 빈대떡을 만든다고 생각하시면 될 것 같아요. 거기다 이제 콩 같은 걸 이렇게 놓고 우리가 밀가루를 이렇게 뿌리면 그 밀가루가 만들어지잖아요. 밑에 프라이팬이 있다 치더라도. 그러면 이제 그게 익으면 우리가 이제 뜯어낼 수가 있잖아요. 그런 것처럼 이제 처음에 그런 메탈이 있는 이런 상태에서 칩을 이렇게 놓고서 그거를 채우고서 나중에 궁극적으로 이제 그 메탈 판을 떼고 거기에다가 이제 RDL을 다 한 다음에 범핑하고 이제 잘라낸다고 얘기를 드렸잖아요.”

-떼 내고 뒤집어서.

“그런 장점이 그렇게 되는데. 거기서 어떤 장점이 생길 수가 있냐면 이거를 한꺼번에 다 하는데 이 칩이 얇아지면 무슨 문제가 생기냐면 이제 이게 얇아져야 되니까 칩도 아주 얇아져야 되고 RDL레이어도 얇아져야 되고 다 얇아져야 되잖아요. 근데 그 핸들이 안 되잖아요.”

-너무 얇으니까.

“얇으니까 그래서 이제 그런 InFO에서 생각했던 가장 좋은 방법이 뭐냐 하면 이런 팬아웃(Fan-out) 웨이퍼레벨 패키지 콘셉트를 이용해서 메탈이 있는 거예요. 메탈에다가 이제 이 칩을 올려놓으면 지금 조금 아까는 메탈을 떼내고 이제 나중에 싱귤레이션을 했는데 그러다 보니까 이놈들이 두꺼워서 어느 정도 기계적인 어떤 지정을 해줘야 되는데 그러니까 이제 그러면 얇아질 수가 없잖아요. 그래서 이 TSMC의 InFO는 우리가 꼭 잊지 말아야 될 게 그 사람들이 팹을 하는 사람들이기 때문에 가능했다는 걸.”

-전공정 팹을.

“그래서 저는 처음에 그 기술을 처음 보고 제 개인적인 소감에 이거 절대 돈 안 남겠는데 그랬어요. 패키징만을 보면.”

-경제성을 위해서 그렇게 생각했는데.

“그래서 어떻게 했냐면 처음에 그 앞단에 칩을 자르기 전에 아까 잠깐 말씀드렸던 것처럼 예전에 있었던 팬인 웨이퍼 레벨 패키지(Fan In-Wafer Level Package, 이하 FI-WLP) 말씀드렸잖아요. 그런 것처럼 거기에다가 하나를 더 합니다. 거기다가 이제 구리로 언더 범프 메탈리지라는 거를 하나를 먼저 해요. 거기서 자르기 전에 이제 그게 유니크한 거죠. 그게 아주 특별한 거죠. 그래서 그런 다음에 이제 이걸 잘라서 여기에 이제 다시 붙이고서 여기서 핵심은 뭐냐면 이 사람들은 이 공정이 끝날 때까지 이 메탈을 안 떼어냅니다. 그래서 그걸 어떻게 된 거냐면 아까는 칩이 이렇게 있으면 칩의 이제 우리가 트랜지스터라고 얘기하는 칩의 액티브 서킷이라는 서피스가 처음에 나온 팬아웃(Fan-out)에서는 알루미늄이 이렇게 있으면 이렇게 씌웠거든요. ”

-밑으로 가게.

“그래가지고 이제 EMC를 올리고서 이 알루미늄을 떼어내고 여기에 뒤집어서 여기다 했단 말이에요. 근데 이제 InFO는 어떻게 했냐면 그 아까 그 카파를 처음에 이제 올렸다고 그랬잖아요. 그래 놓고서는 액티브 서킷이 여기 있으면은 알루미늄에 이렇게 올려놓는 거죠.”

-위로 올라오게.

“자 그런데 여기서 이제 그 친구들이 제가 왜 이제 이게 가격이 만만치 않았겠다 했던 이유가 나오는데 그러고서 똑같이 그 팬아웃(Fan-out)처럼 EMC를 올리죠. 근데 EMC가 어떻게 거기까지만 딱 올라가겠어요? 안 되죠. 더 올라갈 거 아니에요.”

-더 올라가죠. 덮어버리죠.

“그거를 이제 CMP(Chemical Mechanical Polishing)을 통해서 날려 보내는 거죠. EMC를요. 그거는 이제 팹을 하는 회사는 매일 하는 게 그거잖아요. 칩을 얇게 하기 위해서 하는 게 맨날 그거니까.”

-근데 그 위에 회로가 위에 있을 텐데.

“좋은 질문이신데 그게 이제 뭐냐 하면 말씀드린 것 중에서 자세히 제가 설명을 못 드린 것 같은데. 바로 칩을 그냥 했으면 그런 문제가 생기죠. 근데 그 칩 위에다가 그 패시베이션이 있고 창문처럼 구멍이 있었다고 그랬잖아요. 거기에다가 예전에 썼던 것 같은 팬인 웨이퍼레벨 패키지 개념처럼 거기다 메탈라이제이션을 한번 합니다. 거기다가 이렇게 카파가 올리는 거예요. 그러니까 잘라낼 때 여기를 잘라낸 게 아니라 여기를 잘라내니까 좀 더 여유가 있죠. 그래서 그거를 잘라낸 다음에 거기에다가 이제 범핑을 해서 그러니까 이놈들은 완전히 공전이 끝날 때까지 메탈이 안 없어지는 거죠.”

-두꺼워서 컨트롤도 잘 되겠네요. 그러면.

“아니죠. 그니까 그거는 지금 이제 두껍다고 얘기하면 칩에서처럼 나노미터(nm)는 아니고 이게.”

-어느 정도 너무 얇아서…

“그렇지만 다른 패키지에 비해서는 엄청나게 얇아진 거죠. 왜냐하면 이게 공정이 다 끝날 때까지 이 메탈 판이 있어도 되니까 칩이 아무리 얇아도 되고 RDL이 아무리 얇아도 핸드를 하는 데 전혀 문제가 없는 거죠.”

-그러니까 보통은 이렇게 떼어내고 하면 너무 얇아서 컨트롤을 잘하기 어려운데.

“그래서 이제 그거를 하나만 부연 설명을 더 드리고 싶은 건 제 개인적인 의견이기는 합니다만, 그러한 패키징 솔루션은 그러면 이 사람들이 궁금해할 거 아니에요. “아니 그렇게 좋은 패키지면 왜 패키징 회사들도 많은데 왜 그런 게 계속 사용되지 않을까?” 했는데. 제가 이제 개인적인 의견으로 말씀을 드리면 그거는 TSMC 같이 팹을 하는 파운드리 기술을 가지고 있는 데에만 적합한 그런 기술이었다. 그래서 그 패키징 기술만 보면 코스트가 더 많을 수가 있어도 아까처럼 공정이 더 들어갔잖아요. 팬인 상태에서도 하고 그다음에 EMC도 또 이렇게 날려 보내야 되고 그러나 그 칩하고 같이 이거를 턴키로 만약에 이거를 하겠으면 충분히, 그러니까 이제 어떻게 보면 애플의 그거를, 고객의 그거를 얻은 거잖아요.”

-독점으로 생산을 하고 있으니까요. 그거는 그러니까 이제 교수님 말씀 들어보면 기존에 엠코나 칩팩이나 ASE나 이런 패키징만 전문으로 하는 회사들은 좀 채산성이, 하려고 하면 할 수는 있을지 없을지는 모르겠지만 채산성이 너무 안 맞을 것 같은데요?

“근데 정말 좋은 지적을 지금 사장님이 하셨어요. 왜 그러냐면 채산성도 중요하지만, 그것도 맞는 말씀이 더 중요한 건 뭐냐면 자꾸 제가 좀 반복을 하는 것 같아서 죄송한데 우리가 잊어버리지 말아야 될 게 웨이퍼 레벨에서 또 뭘 했거든요. 잘라서 이제 팬아웃(Fan-out) 하려고 하기 전에 처음. 18인치 파운드리에서 하는 그 거기에서 했단 말이에요. 근데 패키징 회사들은 네 칩을 받는 거예요.”

-잘라진 거를.

“그렇죠. 그러니까 그걸 할 수가 없죠. 그래서 만약에 그걸 하려면 하나씩 해야 되는데 안 그러면 그거를 하기 위해서 만약에 그거를 이제 거기서 핵심은 뭐냐면 그러면 이런 질문이 나올 수가 있어요. “자 그러면 패키징 회사들이 팬아웃(Fan-out) 하는데 그러면 거기에 있는 칩을 팬아웃(Fan-out)을 해서 그걸 프로세스로 하면 되지 않겠어?” 그건 안 되는 거죠. 왜냐하면 그건 칩에만 올라가야 되는 거니까. 아까 RDL은 칩하고 그 옆에 있는 EMC까지 같이 다 되는 거를 할 수 있는 거지만, 아까 앞단에서 했던 칩 레벨에서 올라가는 거는 칩에만 해야 되는 거니까 패키징 회사에서는 할 수가 없죠.”

-한다고 한다면 대만의 T사랑 경쟁하는 국내 S사 정도밖에 없을 것 같다는 생각이 드네요. 만약에 그걸 좀 해야 된다고 한다면.

“그렇죠. 제가 이제 얼마 전에도 미국에 있는 듀폰이라는 회사가 하이브리드 본딩이라는 게 또 있어요. 이제 그것도 얘기하면 길어지니까 이제 간단하게 얘기하면 패키징이라는 건 궁극적으로 이제 칩하고 그다음 단하고 이렇게 전기적으로 연결시켜주는 거거든요. 제일 쉬운 방법은 우리 이제 집에서 우리 솔더링 하잖아요. 납땜하잖아요. 납땜 제일 좋은 게 납 갖다가 이렇게 전기 이렇게 선 놓고서 녹여서 갖다 붙이면 제일 쉽거든요. 그래서 이제 제일 쉬운 방법은 그냥 거기다가 솔더, 이렇게 아까처럼 범프 놓고 그냥 오븐에다 집어넣어서 녹인 다음에 그다음에 다시 꺼내면 자기들이 굳어버리니까 그냥 되는 거거든요. 그게 제일 좋은 방법인데. 이게 자꾸 작아지면서 그런 걸 할 수 없는 일이 생겨서 이제 또 다음에 또 기회가 되면 이제 그 말씀 드릴 수도 있겠지만 또 새로운 이제 본딩 기술들이 많이 생겨요. 그래서 이제 그렇게 하다 보면 또 새로운 폴리머들의 요구들이 많아지거든요. 그래서 이제 BCB라는 머티리얼들을 저희가 지금 캐릭터 라이즈를 하는데. 듀폰이 얘기하는 게 그거예요. 그냥 저한테 연락을 온 이유가 뭐냐면 T사하고 S사를 설득을 해야 되는데. 그냥 T사랑 S사가 바로 나와요. 이런 새로운 그 웨이퍼 레벨에서의 기술들은 그냥 T사랑 S사를, 예전에 제가 이제 저는 아까 농담 반 진담 반 제가 운이 좋은 친구다 라고 얘기를 드린 게 이제 IBM을 90년도에 갔다고 그래서 그때는 정말 재료 하는 회사들한테 전화만 한 통화 하면 “아이고 뭘 보내드릴까요” IBM이 쓰면 다 쓰니까. 지금 이제 T사나 S사가 그런 식의 레벨이 돼 있는 거죠. 그래서 그럼 이제 어떻게 되냐 하면 이제 T사나 S사 같은 경우에는 재료를 가져오면 전기적인 특성이나 이런 거는 금방 다 알잖아요. 근데 그러면 이거를 내가 잘 만들어서 제품을 만들었을 때 괜찮을까? 그런 거를 증명할 수 있게끔 이제는 재료 하는 사람들도 그런 요구들을 받아요.”

-근데 팬아웃 웨이퍼레벨 패키지(FO-WLP). T사에서는 InFO라고 하고 국내에 있는 회사들도 준비를 하는지 안 하는지 사실… 준비를 한다라는 보도들은 예전에도 많이 그게 네모란데 하냐 동그란데 하냐 이런 거로도 제 얘기들이 좀 있었던 것 같은데. 지금은 어쨌든 제대로 양산을 하는 곳은 이제 T사 정도인데. 다른 나라에 있는 그런 파운드리 전공정으로 갖고 있는 회사가 지금 팬아웃(Fan-out)을 안 하는 겁니까 못 하는 겁니까?

“안 하는 거죠. 그러니까 그거는 기술적으로는 그렇게 지금 당장 S사라고 말씀하셨고 또 글로벌파운드리(GlobalFoundries) 또 그런 회사들 기술적으로는 못 할 게 없죠. 그냥 이것도 개인적인 생각이니까 좀 조심스럽게 개인적인 생각이라는 말씀을 꼭 드리고 말씀을 드리는데 그런 니드(요구)가 없는 거죠. 고객에 대한 니드(요구)가 그러니까 만약에 고객에서 이러이러한 어떤 사이즈나 이런 면에서 이런 식의 전기적인 특성을 갖고 이러이러한 신뢰성이 확보된 상태에서 이러이러한 높이로 만들어 달라는 요구가 조건이 와서 그것만이 유일한 솔루션이면 할 수 있는 거죠.”

-그렇군요. 아니 저는 왜 이 질문을 드렸냐면 그게 결국 안 돼서 미국에 있는 A사 물량을 못 받아오는 거 아닌가 이런 식의…

“그거 100%라고만 얘기하고 싶지는 않고 제 개인적으로는, 이제 그게 이제 대면적으로 나와 있는 것도 하지만 사실 애플이랑 삼성은 애증 관계죠. 참 어려운 관계라고 봐요. 제가 봐도. 제가 자랑스러운 한국 사람임에도 불구하고 그게 왜냐하면 제가 이제 미국에서 강의할 때 가끔 재미 삼아 물어봐요. 특히 이제 학부생들, 미국은 젊은 애들은 그냥 애플이거든요.”

-아 그래요?

“근데도 제가 물어봐요 “How many Apples?”, “How many Galaxy?” 근데 제가 정말 놀랍게도 자랑스럽게도 20% 이상 정도가 갤럭시에 손을 들어요. 그럼 애플 입장에서 겁나는 거죠. 20대가 20%를 쓴다는 얘기는 나이가 많은 사람들이 쓰면 더 쓸 수도 있다는 얘기거든요. 그러니까 AP를 다 줘버리면 그다음에 또 옛날에 또 디스플레이도 또 문제가 됐었잖아요.”

-그렇죠.

“그러니까 그 디스플레이, AP, 메모리. 그 핵심적인 어떤 그다음에 배터리 이런 걸 다 그러면서 적군이잖아요.”

-그렇죠. 경쟁하고.

“경쟁하고 있는 회사 그러니까 그게 참 어렵지 않은 관계라고 저도 개인적으로 생각이 들어요.”

-마지막으로 한 가지만 더 여쭤보겠습니다. 아까 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)도 말씀하셨고 뭐 요즘 뭐 보니까 2.5D 이런 식으로 되는데. 이거를 관통하는 핵심 키워드는 뭡니까?

“이것도 기회가 되면 또 말씀드릴 텐데 이런 거죠. 그러니까 아까 잠깐 말씀드렸지만 이제 궁극적으로는 칩은 점점 제가 이제 영어 또 한 마리 써서 죄송하지만, 이 세미컨덕터 테크놀로지는 저는 발전했다. 이런 표현을 안 쓰고 ‘Explode’라는 표현을 써요. “폭발했다” 이런 말을 써요. 한 최근 15년 그러니까 제가 또 우리 요새 한국말로 “라떼는 말이야”라고 해서 나이 먹은 사람이라고 놀리시겠지만 제가 있을 때는 100나노미터(nm), 125나노미터(nm)가 됐었어요. 디바이스를, 지금 2나노미터(nm) 이렇게 되잖아요. 그러니까 이제 거의 폭발할 정도로 이 기술이 개발이 된 거예요. 그래서 이제 그거를 다 RDL을 하는 컨셉은 똑같은데 이 패키징을 하는 쪽에서의 요구 조건이 엄청 높아진 거예요. 그러니까 아까 이제 간단히 말씀드린 것처럼 칩은 열팽창 계수가 작고 그다음에 밑에 있는 놈들은 넓고 그 제일 좋은 방법이 뭐예요. 이놈이랑 이놈 열평창 계수가 같은 놈을 쓰면 제일 좋잖아요. 그럼 옛날에 왜 안 썼냐? 비싸서 안 쓰는 거거든요. 그다음에 이제 또 이거를 실리콘을 하고 얘를 실리콘을 하게 되면 여기에 실리콘 테크놀러지를 패키징 테크놀로지로 쓸 수 있잖아요.”

-그렇죠. 기존에 쓰던.

“그래서 이제 그게 지금 말씀하신 것처럼 요새 미국에서 패키징 커뮤니티에서 제일 많이 사용되는 말이 이제 여기도 많이 마찬가지지만, ‘헤테로지니어스 인티그레이션(Heterogeneous Integration·이종집적)’ 또는 ‘System in Package (SiP)’, ‘모어 댄 무어’ 그런 말 들어보셨죠? 이제 그런 말을 이제 많이 쓰고 있는 게 뭐냐면 기존에 있는 패키징의 기술 가지고는 지금 패키징의 디멘드를 쫓아갈 수가 없다는 거거든요. 그래서 이제 지금 말씀하신 방법으로 가게 되면 완전히 새로운 개념의 콘셉트의 패키징이 들어와요. 그게 이제 2.5D라는 게 이제 칩을 쓰고 지금 썼던 그 칩의 캐리어를 실리콘으로 하는 거예요. 실리콘으로 하는 거예요. 그러니까 이제 그러면 이제 열팽창 계수의 차이가 없죠. 그러니까 이제 우리 그 범프들을 보호할 이유가 없으니까 언더필도 필요가 없는 거예요. 그 대신 이제 비싸잖아요. 그러니까 훨씬 더 복잡하고 비싼 제품들을 그렇게 만들 수 있고 또 여러분들 다 아실 거예요. 패키징에 관심 있는 우리 독자분들은 뭐 TSV(through silicon via, 실리콘 관통전극)라는 말 들어봐서 알고 계실 거예요. 하도 이제 중요한 말이라고 하니까. Through Silicon Via라고 그래서 이제 그거를 혹시 모르시는 분들은 간단히 말씀을 드리면 칩이라는 게 우리가 이렇게 볼 때 30마이크론(μm)이다. 100마이크론(μm)이라고 했지만 실제로 두께 관계없이 이 앞단에 쓰이는 거는 1마이크론(μm)도 안 되는 그런 디바이스거든요. 이 나머지는 그냥 캐리어에 불과한 거란 말예요. 그러니까 우리가 이걸 이렇게 그라인드에서 얇게 만들 수 있는 이유가 필요 없는 거니까 그냥 날려 보내는 거란 말이에요. 그래서 이제 됐는데 그래서 항상 커넥션이라는 거는 우리 생각할 때는 이놈에서부터 다른 쪽으로 간다고 생각을 한 거예요. 그러니까 와이어 본딩은 이렇게 된 거고 플립칩(Flip-Chip)은 이걸 이렇게 뒤집어서 이쪽으로 그냥 바로 이렇게 연결해주면 좌우지간 그 면이랑만 연결된 거 이제 TSV이라는 개념은 뭐냐면 이걸 한번 이렇게 봤어요. “여기 이제 액티브 레이어에 구멍 뚫으면 어때?” 이렇게 컨셉이 된 거죠. 그래서 이제 바로 이렇게 연결을 해버리자는 개념인데 그게 이제 실제로 복잡한 AP 같은 경우에는 힘들어요. 그래서 지금 2.5D라는 게 뭐냐면 TSV는 쓰고 싶고 근데 여러 가지로 지금 복잡한 거를 할 수는 없으니까 헤테로지니어스 그러니까 헤테로지니어스 인티그레이션이라는 것도 지금 10초 정도만 얘기를 드리면 다른 것들 RF, 메모리, AP 이런 것들 그냥 한 큐에 그냥 해버리자. 그러면 이제 그러면 또 무슨 얘기가 나오냐면 퀄컴처럼 왜 그러면 한 칩에다 다 집어넣으면 안 되냐? 퀄컴은 이제 SoC(System on Chip, 단일 칩 시스템)이라고 그래서 그 친구들은 이제 칩 자체가 다른데.”

-블록으로 다.

“또 다른 개념이잖아요. 그래서 요새는 이거를 이제 레고 블록처럼 각각 하나씩 만들어서 그걸 이제 인티그레이트를 하자가 이제 헤테로지니어스 인티그레이션인데. 그래서 그렇게 해가지고 칩 위에 실리콘 웨이퍼로 만들어진 캐리어 위에다가 그런 걸 막 올려놓고 그놈들하고 그다음 단을 TSV로 연결해 버리는 거죠. 그때는 왜냐하면 I/O가 훨씬 더 심플해지고 칩 단보다는 그니까 패키지 단위잖아요. 어떻게 되면. 이제 패키지라는 건 칩이랑 막 중간쯤 되는 그래서 이제 2.5D라는 말을 쓰는 거거든요. 그래서 그다음에 단은 TSV로 연결해 버리고 그래서 이제 3D로 간다고 하면 이런 게 없어지고 바로 칩이랑 칩끼리 연결돼 버리는 게 이제 진짜 3D로 가는 거겠죠.”

-교수님 오늘 패키지에 대해서 말씀을 전반적으로 좀 해 주셨는데 기회 되면 한 번 더 모셔서 저희가 다른 주제에 대해서 한 번 더 여쭤보도록 하겠습니다.

“도움이 됐나 모르겠습니다.”

-아니 도움 많이 됐는데 지금 한국에 얼마나 계십니까?

“아마 지금 계획으로는 9월 말까지 있을 거예요.”

-올해 9월까지.

“올해 9월 말까지.”

-그 전에 한 번 모실 수 있는 기회를 저희가 또 만들어서 다른 주제에 대해서. 저는 다음에 이제 재료나 이런 부분에 대해서 지금 말씀하신 이런 것들에 대해서 재료도 지금 다양한 게 많이 쓰이는데 제가 좀 살펴보니까 일본 쪽 재료가 참 많이 쓰이더라고요.

“그래서 아까 하이브리드 본딩도 참 좋은 말씀 하신 게 칩이랑 2.5D 만드는 실리콘으로 된 서브스트레이트에서 연결하는 것들을 이제 너무 또 작아지니까 이제 이게 뭐냐 하면 이 서브스트레이트의 제한이 없어진 거예요. 옛날처럼 이걸 PCB 기반으로 하거나 이렇게 되면 작게 못 하거든요. 그 1개 이상으로 그러니까 막 이 범프들이 더 작아지는 거예요. 이제 그렇게 되다 보니까 이 솔더를 못 쓰게 되니까 이제 그런 하이브리드 본딩 같은 게 또 막 나오게 되는 거예요.”

-아예 붙여버리는. 카파to카파(직접 구리-구리 결합)로.

“그렇죠.”

-그렇게 붙일 때 또 여러 가지 어려운 점들이 있지 않습니까?

“많죠. 그러니까 이제 아까 듀폰 같은 회사가 새로운 재료를 만드는 거예요. 그러니까 그런 경우에도 이제 카파를 바로 붙이기는 힘드니까 솔더링처럼 안 녹이는 거죠. 그냥 거기에 폴리머를 집어넣어서 폴리머들이 잡아주는 거예요. 그런 본딩도 있고 또는 녹는 온도가 높은 솔더에다가 또 높은 녹는 온도가 낮은 솔더를 연결해서 하는 아주 많은 지금 기술들이 개발되고 있어요. 그래서 다음에 이제 혹시 기회가 되면 저는 그런 얘기를 좀 한번 대표님하고 허심탄회하게 나눠보고 싶어요. 왜 우리나라가 이렇게 요새 다 잘하는 거 많잖아요. 근데 그 재료는 일본 친구들만큼… 그 이유가 있어요. 제가 지금까지 쭉 패키징을 해오면서 그래서 그런 얘기도 한 번 또 얼마나 우리 중소기업이나 중견기업, 한국에서 사시는 분들이 얼마나 어려운 건지 그게 그런 얘기들도 좀 나눠보고 싶습니다.”

-다시 모시겠습니다. 오늘 말씀 정말 고맙습니다.

“감사합니다.”

정리_장현민 PD

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