삼성전자 AP '엑시노스8890'© News1

삼성전기가 차세대 반도체 패키징 사업에 진출한다. 

삼성전기는 반도체패키징 사업에 진출해 2632억원을 투자하기로 했다. 삼성전자와 삼성전기는 태스크포스(TF) 팀을 꾸려 6개월째 차세대 반도체패키징 기술을 개발해 왔다. 글로벌 선두 반도체 회사가 이제 와서 반도체 패키징 사업에 대규모 투자를 결정한 것이다. 반도체 후공정에 속하는 반도체 패키징은 쉽게 말해 반도체를 포장하는 것을 뜻한다. 외부 충격에서 보호하면서 그안에 그려진 회로를 주기판과 잘 연결하는 역할을 한다. 인쇄회로기판(PCB)과 입출력( I/O) 단자를 붙이는 범핑작업 등이 필수 과정이다. 반도체 패키지엔 10여가지 공정이 진행된다. 

과거 반도체 패키징은 전(front)공정에 비해 주목받지 못했다. 반도체 칩에 포장을 하고 입력 단자를 입히면 됐다. 하지만 반도체 칩이 미세화되면서 차원이 다른 기술이 필요해졌다.

내용물이 줄어들면 포장도 작아지기 마련이다. 하지만 반도체는 외부와 데이터를 주고 받고 전압을 공급받아야 한다. 무작정 포장만 줄이면 전압 공급이 원활하지 않을 수 있다. 이 때문에 새로운 방식과 미세 공정이 접목된 패키징 기술이 필요해졌다.

◇삼성전자, 팬아웃웨이퍼레벨패키지로 승부수삼성전자와 삼성전기가 차세대 반도체 패키징 기술로 개발하는 것은 '팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FoWLP)' 기술이다. 

팬아웃 기술은 칩 사이즈는 줄이되 입출력 단자 사이즈를 칩보다 크게 만든 기술이다. 반도체 칩이 작아져도 전압과 외부신호가 흐르는 연결통로가 줄지 않아 칩 밖에서도 이를 연결해 정보와 전압을 원활하게 전달한다. 

이 기술을 사용하면 기존에 쓰던 PCB 기판을 사용할 필요가 없어져 제조원가와 제품의 두께를 줄일 수 있다. 발열이 줄어들어 배터리 수명을 개선할 수 있다.

공간은 그대로 줄이기 때문에 남는 공간에 다른 칩을 붙이거나, 그 칩위에 다른 칩을 연결하는 방식이 가능하다. 두개 이상의 반도체 칩을 하나의 패키지로 만들기 때문에 반도체의 소형화와 통합 트렌드에 적합하다. 사물인터넷과 차량용 첨단센서, 의료용 기기 등 수요처가 무궁무진하다. 


◇TSMC, 애플 아이폰7에 첫 적용...삼성전자 업그레이드 기술 선보일 것 

팬아웃 방식의 반도체 패키지 기술로 효과를 본 것은 애플과 TSMC가 먼저다.
 
올 하반기에 출시되는 아이폰 7엔 팬아웃 방식의 패키징 기술이 접목된 반도체 칩이 탑재된다. 대만 TSMC가 확보한 기술이다. 

TSMC는 FoWLP기술 중 하나인 InFO(Intergrated Fan Out) 기술을 개발해 애플이 요구한 AP칩에 이를 접목했다. 이 기술을 스마트폰 AP에 적용할 경우 두께는 0.3mm 얇아지고 스마트폰의 효율은 30% 이상 증가한다. 

TSMC가 생산하는 AP칩의 미세화 공정은 16나노(nm) 수준이다. 삼성전자는 이미 14나노 공정을 개발했고 10나노, 7나노 공정까지 개발에 들어간 상태다. 

TSMC는 반도체 미세 공정에선 삼성전자에 뒤쳐졌으나 패키징 기술에서 삼성전자에 앞서 애플에 칩 물량을 독점적으로 공급하게 됐다. 업계 관계자는 "한가지 이유만으로 분석할 순 없으나 애플의 AP 칩 경쟁에서 삼성전자가 밀린 한 원인이 반도체 패키지 기술"이라고 설명했다. 

삼성전자가 삼성전기와 함께 개발하는 반도체 패키지 기술은 FoWLP 기술 중 하나인 PLP(패널레벨패키지)방식이다.

TSMC의 InFO방식은 원형 기판 위에서 칩을 올려놓고 패키지 재배선 작업을 하는 반면 PLP는 사각형 기판 위에서 같은 작업을 한다. 사각형 기판에서 칩을 절단하면 원형 기판에 비해 버리는 부분이 적기 때문에 가격이나 생산성 측면에서 더 유리해진다. 

반도체 업계 관계자는 "반도체 미세화 공정이 심화되고 반도체 사용처가 스마트 기기 외에 사물인터넷 기기까지 확산되면서 관련 산업들도 더욱 커질 것"이라고 설명했다.


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