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김재동 반도체패키징 컨설턴트 <사진=김예림 PD>

“칩렛 기술, 첨단 반도체 패키징 핵심 경쟁력 부상

해외 기업 석권한 고품질 재료 국산화가 관건”

칩렛(Chiplet) 기술이 어드밴스 패키징 경쟁에서 핵심으로 떠올랐다. 기존 단일칩(SoC)에 비해 고성능 컴퓨팅이 가능한데다 비용절감 효과가 크기 때문이다.

김재동 반도체패키징 컨설턴트는 “앞으로 패키징 경쟁력은 더 세밀하고 복잡한 구조인 칩렛(Chiplet)  기술 확보에 달렸다”고 강조했다.

칩렛은 서로 다른 칩을 하나의 칩처럼 묶어 패키징 하는 기술이다. 엔비디아의 인공지능(AI) 가속기의 경우 GPU와 메모리를 하나로 패키징한 칩렛 기술로 제작된다.

현재 칩렛 기술을 선도하는 기업으로는 인텔과 TSMC가 있으며, AMD와 엔비디아와 같은 대형 반도체 기업들도 이 기술을 활용하고 있다. 특히 AMD는 칩렛 기술을 활용하여 v캐시 기술을 개발, 성능을 대폭 향상시켰다.

칩렛 기술의 발전에는 다양한 재료와 장비가 필수적이다. 특히 하이브리드 본딩, 언더필, TIM(Thermal Interface Materials) 등의 재료가 중요해지고 있다. 이들 재료를 공급하는 주요 기업으로는 덕산, 한미반도체, 리노공업, LG화학, 세키스이, 헨켈, 3M 등이 있다.

김 컨설턴트는 “패키징 기술에 있어서 한국 기업의 위치는 점차 강화되고 있는 추세”라며  “이오테크닉스와 같은 레이저 기술 기업이 성장하고 있으며, 본딩 장비 업체인 한미반도체, 검사업체인 리노공업 등도 부상하고 있다”고 설명했다.

그는 한국 기업이 세계 시장에서 더 큰 성공을 거두기 위해서는 연구개발에 대한 지속적인 투자와 함께, 국내외 시장을 아우르는 규모의 경제 달성이 필요하다고 강조했다. 특히 고성능 반도체의 요구 사항을 충족시킬 수 있는 고품질의 재료 개발이 핵심이 될 것으로 예상했다.

현재 패키징 주요 재료업체는 해외 기업이 강세를 보이고 있다. 언더필 재료의 경우 일본의 나믹스와 세키스이, 독일의 헨켈, 미국의 3M 등이 시장을 주도하고 있다. TIM 재료 시장도 세키스이, 3M, 헨켈 등이 장악하고 있다.

김 컨설턴트는 한국 패키징 산업 발전을 위해서는 “지속적인 연구개발 투자, 글로벌 기술 교류를 통한 해외 시장 확대, 첨단 패키징 기술 동향에 맞춘 신기술 개발, 정부의 적극적인 지원 등이 필요하다”고 지적했다.

Q: 반도체 패키징 기술에서 칩렛(Chiplet) 기술의 중요성은 무엇인가요?
A: 칩렛 기술은 기존 SOC 방식을 넘어서 성능 향상과 제조 비용 절감을 가능하게 하는 핵심 기술입니다. 여러 반도체 기능을 개별 칩으로 분리하여 필요에 따라 조합함으로써 더 높은 효율과 성능을 달성할 수 있습니다.

Q: 칩렛 기술을 선도하는 기업은 어디인가요?
A: 현재 칩렛 기술을 선도하는 기업으로는 인텔과 TSMC가 있습니다. AMD와 엔비디아도 이 기술을 활용하여 제품을 개발하고 있습니다.

Q: AMD의 칩렛 기술에서의 혁신 사례는 무엇인가요?
A: AMD는 칩렛 기술을 활용하여 v캐시(V-Cache) 기술을 개발, CPU의 성능을 대폭 향상시킨 것으로 알려져 있습니다.

Q: 칩렛 기술의 발전에 필수적인 재료는 무엇인가요?
A: 칩렛 기술 발전에는 하이브리드 본딩, 언더필, TIM(Thermal Interface Materials) 등 다양한 재료가 중요합니다. 이들 재료는 칩의 성능과 신뢰성을 결정하는 핵심 요소입니다.

Q: 언더필 재료를 공급하는 주요 기업에는 어떤 곳이 있나요?
A: 언더필 재료를 공급하는 주요 기업으로는 일본의 나믹스와 세키스이, 그리고 독일의 헨켈, 미국의 3M 등이 있습니다.

Q: 한국에서 반도체 패키징 기술에 기여하고 있는 기업은 어디인가요?
A: 한국에서는 이오테크닉스와 한미반도체, 리노공업 등이 반도체 패키징 기술 분야에서 활발히 활동하고 있으며, LG화학도 관련 재료 분야에서 기여하고 있습니다.

Q: 반도체 패키징 기술에서 서멀 인터페이스 머티리얼(TIM)의 역할은 무엇인가요?
A: TIM은 반도체 다이와 히트싱크 사이에서 열을 효과적으로 전달하는 역할을 합니다. 이는 고성능 반도체의 열 관리에 매우 중요한 요소입니다.

Q: TIM을 공급하는 주요 기업에는 어떤 곳이 있나요?
A: TIM 재료를 공급하는 주요 기업으로는 일본의 세키스이, 미국의 3M, 독일의 헨켈 등이 있습니다.

Q: 한국 기업이 반도체 패키징 기술 분야에서 경쟁력을 갖추기 위해 필요한 전략은 무엇인가요?
A: 한국 기업이 반도체 패키징 기술 분야에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 첫째, 고유의 기술 개발을 위한 지속적인 연구개발 투자가 필요합니다. 둘째, 글로벌 시장과의 협력을 통한 기술 교류 및 시장 확대 전략이 중요합니다. 셋째, 첨단 패키징 기술 동향에 발맞춘 신기술 개발과 적응력을 높여야 합니다. 마지막으로, 정부와 산업계의 적극적인 지원과 투자를 통해 기술 개발 및 상용화 과정에서의 장벽을 낮추는 것이 필수적입니다.

정리_최홍석 PD nahongsuk@thelec.kr

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