한국전자통신연구원(ETRI)이 칩온웨이퍼(CoW), 웨이퍼온웨이퍼(WoW)의 기술적 한계를 극복할 수 있는 차세대 반도체 집적 기술을 개발하고 있다. ETRI는 차세대 집적 기술인 '타일링 프로세스'를 통해 발열 및 비용 등 문제를 개선하겠다는 방침이다. 최광성 ETRI 실장은 28일 제주 서귀포시 롯데호텔 제주에서 열린 대한전자공학회(IEIE) 2023년도 하계종합학술대회에서 '이종 집적 구현을 위한 칩렛 집적 핵심 기술'을 주제로 발표했다.  최광성 실장은 "최근 고성능 반도체 생산에 극자외선(EUV) 장비가 사용되면서 생산 비용이 기하급수적으로 증가했다"며 "이를 해결하기 위해 칩렛 기술에 대한 관심도가 증가했다"고 말했다.  칩렛은 반도체 다이를 레고 블록처럼 구성하는 개념이다. 각기 다른 기능을 수행하는 여러 다이를 연결해 하나의 고성능 반도체를 구성하는 방식이다. 기존의 빅 다이 등에서 발생하는 수율 문제를 획기적으로 줄일 수 있어 큰 폭의 비용 절감이 가능하다. 최근에는 2D 형태의 칩렛 적용 반도체뿐 아니라 2.5D, 3D 형태의 이종 집적된 반도체가 만들어지고 있다.인텔의 사파이어래피즈, 엔비디아의 A100, AMD의 MI300X가 대표적인 사례다.  최광성 실장은 현재 반도체를 집적하는 방식인 CoW, WoW 등에 기술적 한계가 있다고 분석했다. CoW는 웨이퍼에 칩을 쌓는 형태다. 개별 칩을 웨이퍼에 적층하기 때문에 반도체 양산에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. WoW는 웨이퍼에 웨이퍼를 적층한다. 웨이퍼를 적층하기 때문에 생산 가능한 반도체 종류는 제한될 수 밖에 없다. 또, 수율 관리가 어렵다는 큰 단점도 있다.  최광석 실장은 이를 해결하기 위해 ETRI에서 '타일링 공정'을 개발하고 있다고 소개했다. 타일링 공정은 타일을 이어 붙이듯 웨이퍼에 칩을 적층한다. 일정한 규칙을 정하고 칩을 쌓는 방식이기 때문에 기존공정대비 큰 폭의 공정 시간 개선이 가능하다. WoW 방식에 비해 발열 문제도 해결할 수 있다. 또, 비용 및 수율 개선도 꾀할 수 있다. 이러한 장점을 가지고 있어 국내·외 기업의 관심도 뜨겁다. ETRI와 칩 메이커 I사가 타일링 공정을 두고 다양한 논의를 진행 중인 것으로 확인됐다. 최광석 실장은 "현재 개발 중인 기술이지만 주요 반도체 기업의 관심이 뜨겁다"며 "타일링 공정을 통해 기존 WoW, CoW 등 적층 방식의 문제점을 상당수 해결할 수 있을 것으로 예상된다" 밝혔다.

디일렉=노태민 기자 [email protected]
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