삼성전자가 반도체 수탁생산(파운드리) 사업 경쟁력 강화를 위해 패키징 생태계를 확장한다. 핵심은 칩렛(chiplet)과 이종집적(HI: Heterogeneous Integration)이다.

29일 삼성전자 석승대 어드밴스트패키지사업팀 파트장은 제주 서귀포시 롯데호텔 제주에서 열린 ‘대한전자공학회(IEIE) 2023년도 하계종합학술대회’에서 ‘차세대 컴퓨팅을 위한 HI 플랫폼’을 소개했다.

석 파트장은 “당초 삼성전자는 어드밴스드 패키징을 별도 사업화하려고 하지 않았지만 올해부터 프로모션을 늘리는 등 본격적으로 패키징 서비스를 알리고 있다”라며 “칩렛과 HI를 활용하면 비용과 시간을 덜 들이고도 성능 향상을 얻을 수 있다”라고 밝혔다.

삼성전자 파운드리사업부가 패키징을 주목한 이유는 반도체 칩을 고도화하는 방법만으로 성능을 개선하는 기술이 한계에 달했기 때문. ‘무어의 법칙’이 둔화했다. 미세공정 진화에 수반하는 투자비가 급증했다. 파운드리가 2019년부터 2021년까지 7nm 공정에 투입한 비용은 29억달러다. 2023년부터 2025년까지 5nm 공정에 들어가는 돈은 54억달러로 추정했다.

석 파트장은 “패키징이 중요해진 이유는 미세공정과 칩 크기를 키우는 것으로 원하는 성능을 끌어내기에는 비용과 기술적 한계가 만만치 않아졌기 때문”이라며 “HI는 칩렛과 거리 축소 및 메모리 대역폭 향상을 위해서도 필요하다”라고 전했다.

삼성전자는 ▲패키지 레벨 패키지(PLP) ▲웨이퍼 레벨 패키지(WLP) ▲2.x차원(D) 패키징 ▲3D 패키징 등 다양한 기술을 확보했다. 저전력 메모리부터 고대역폭메모리(HBM) 등 다양한 메모리반도체와 로직반도체를 조합할 수 있다.

석 파트장은 “실리콘 인터포저를 사용하는 ‘아이-큐브S 시리즈’는 현재 8개 HBM과 로직반도체를 합친 ‘아이-큐브8’까지 제공할 수 있으며 12개 HBM과 로직반도체를 결합하는 ‘아이-큐브12’를 2024년 4분기를 목표로 고객사와 논의 중”이라며 “로직반도체와 HBM를 1개 패키지로 구현하는 제품에 대한 관심이 높아지고 있다”라고 말했다.

또 “아이-큐브S 시리즈에 비해 사이즈는 커지지만 비용을 완화할 수 있는 ‘아이-큐브E’에 대한 수요도 일어나고 있다”라고 덧붙였다.

삼성전자는 패키징 생태계 육성도 병행하고 있다. 지난 27일(현지시각) 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’에서 첨단 패키지 협의체 ‘MDI(Multi Die Integration)얼라이언스’ 출범을 발표했다.

석 파트장은 “발열과 간섭 등 HI도 여러 도전 과제가 있다”라며 “혼자서 모든 문제를 해결하기는 어렵기 때문에 삼성전자뿐 아니라 경쟁사 역시 생태계 구성에 힘을 쏟고 있다”라고 설명했다.

디일렉=윤상호 기자 crow@bestwatersport.com

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