후공정 장비 기업 베시(Besi)가 오는 2028년 전체 반도체 중 칩렛 비중이 금액 기준으로 20%까지 확대될 것이라고 전망했다. 올해 전망치(8%)보다 12% 포인트 증가한 수치다.

베시는 지난 6월 초 열린 인베스터데이에서 이같은 자체 전망 자료를 공개했다. 

칩렛은 모놀리식 다이가 아닌 여러 개의 다이들을 연결해 하나의 반도체로 만든 것이다. 최근 초미세공정에서의 기술적 한계를 극복하기 위한 대안 기술로 각광받고 있다. 칩렛 적용 시 반도체 생산 비용 절감, 수율 상승 등이 가능하다. 최근 발표된 엔비디아의 인공지능(AI) 반도체 B200, 인텔의 모바일용 중앙처리장치(CPU) 루나레이크가 칩렛을 적용한 대표적인 반도체다.

칩렛 수요 증가에 따라 2.5D, 3D 등 어드밴스드 패키징 수요도 급증하고 있다. 베시는 TC본더, 하이브리드 본더 등 첨단 패키징 장비분야 글로벌 리더로 꼽힌다. 삼성전자, TSMC, 인텔 등에 장비를 공급 중이다. 

삼성전자, TSMC, 인텔 등 반도체 기업은 아이큐브, 칩온웨이퍼온서브스트레이트(CoWoS), 임베디드멀티다이브릿지(EMIB) 등 2.5D 패키지 기술을 고객사에 서비스 중이다. 이 공정에는 주로 TC본더가 사용된다.

하이브리드 본더는 프로세서와 메모리를 3D로 형태로 적층하거나 로직과 로직을 쌓을 때처럼 미세 피치 구현이 필요한 곳에 사용된다. AMD의 EPYC 9004, MI300 등에 하이브리드 본딩이 적용됐다. 내년에 출시되는 인텔의 차세대 서버용 CPU 클리어워터 포레스트에도 하이브리드 본딩 기술이 쓰인다. 이외에도 실리콘 포토닉스 탑재 시, 하이브리드 본딩 기술을 적용하는 것으로 확인됐다.

메모리 영역에서도 차세대 고대역폭메모리(HBM)에 하이브리드 본딩 기반 3D 패키징이 도입될 전망이다. 삼성전자는 지난달 말 열린 전자부품기술학회(ECTC)에서 16단 이상 HBM에서 하이브리드 본딩 기술이 필수적이라고 언급했다. SK하이닉스와 마이크론도 하이브리드 본딩 관련 연구를 진행 중이다. 또 400단 이상 낸드와 4F스퀘어 D램, 3D D램 등에서 웨이퍼 투 웨이퍼(W2W) 방식의 하이브리드 본딩이 적용될 것으로 전망된다.

한편, 베시는 지난 2020년 10월부터 어플라이드머티어리얼즈(어플라이드)와 협력해 하이브리드 본더 관련 기술을 개발하고 있다. 베시가 하이브리드 본더 장비를 담당하고, 어플라이드가 하이브리드 본딩 구현을 위한 유전체 증착 장비, 플라즈마 장비, CMP 장비 등을 한다. 양사는 삼성전자, TSMC 등 기업에 공동으로 장비를 공급하고 있다.

디일렉=노태민 기자 [email protected]
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