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한미반도체, AI 반도체용 '빅다이 FC 본더' 출시

한미반도체가 AI반도체용 신규 장비 '빅다이 FC(Flip Chip) 본더'를 출시하고 글로벌 고객사에 공급한다고 22일 밝혔다. 이번 신제품으로 한미반도체는 2.5D 패키징 시장으로 영역을 확장한다. 기존 HBM(고대역폭메모리)용 TC 본더에서 입증한 기술력을 바탕으로 FC 본더로 본격 진출하는 것이다. 이는 AI 반도체 수요 급증에 따른 첨단 패키징 시장의 폭발적 성장에 대응하기 위한 전략적 행보로 해석된다. 신제품은 75mm × 75mm 크기의 대형 인터포저 패키징을 지원한다는 점이 특징이다. 기존 범용 반도체 패키징 크기인 20mm × 20mm 보다 넓은 면적을 처리할 수 있어, 차세대 AI 반도체에서 요구되는 초대형 다이(Die)와 멀티칩 집적을 가능하게 한다. 현재 시스템반도체 업계는 칩렛(Chiplet) 기술의 확산으로 2.5D 패키징 적용이 늘어나고 있다. 2.5D 패키징은 실리콘 인터포저 위에 GPU, CPU, HBM 등 여러 칩을 하나의 패키지로 통합하는 첨단 패키징 기술로, 칩 간 대역폭 확장, 전송 속도 향상, 전력 효율 개선을 동시에 실현한다. TSMC의 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)가 대표적인 2.5D 패키징 기술로 AI 반도체와 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야에서 핵심 기술로 자리잡았으며, 엔비디아, AMD 등 글로벌 AI 반도체 기업들이 적극 채택하고 있다. 한미반도체는 2.5D 패키징을 지원하는 또 다른 신규 장비 '2.5D 빅다이 TC 본더'도 내년 상반기 출시할 계획으로, 첨단 패키징 시장에서의 경쟁력을 더욱 강화할 방침이다. 곽동신 한미반도체 회장은 "빅다이 FC 본더는 출시와 동시에 글로벌 고객사의 양산라인에 투입 될 예정이다"라며 "이번 신제품 출시로 2.5D 패키징 본더 라인업이 강화되었고, 메모리 고객사뿐 아니라 IDM(종합반도체)과 OSAT(반도체 후공정 패키징) 고객사에게도 AI 시대에 부합하는 다양한 장비를 제공할 수 있게 되었다"고 말했다.

2025.09.22 09:49전화평 기자

한미반도체, 2.5D 빅다이 TC·FC 본더 첫 소개

한미반도체가 오늘(10일)부터 12일까지 대만 타이페이에서 열리는 '2025 세미콘 타이완' 전시회에서 AI 반도체용 신규 장비인 '2.5D 빅다이 TC 본더'와 '빅다이 FC 본더' 2종을 처음으로 소개하며 공식 스폰서로 참가한다고 10일 밝혔다. 이번에 선보이는 신규 장비는 한미반도체가 급성장하고 있는 AI 반도체 2.5D 패키징 시장에 본격 진출한다는 점에서 의미가 있다. 2.5D 패키징은 실리콘 인터포저(Interposer) 위에 GPU, CPU, HBM 등 여러 칩을 하나의 패키지로 통합하는 첨단 패키징 기술이다. 칩 간 대역폭 확장, 전송 속도 향상, 전력 효율 개선을 실현해 엔비디아, AMD 등 글로벌 AI 반도체 기업들이 적극 채택하고 있다. TSMC의 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)는 대표적인 2.5D 패키징 기술로 AI 반도체와 고성능 컴퓨팅 분야에서 핵심 기술로 자리잡고 있다. 한미반도체 '2.5D 빅다이 TC 본더'와 '빅다이 FC 본더'는 기존의 범용 반도체인 20mm x 20mm 와 달리 120mm × 120mm 크기의 대형 인터포저 패키징을 지원한다. 고객사는 반도체 특성에 따라 TC 본더 또는 FC 본더를 선택할 수 있다. 한미반도체는 HBM4 생산용 신규 장비인 'TC 본더 4'도 전시회에서 처음으로 소개한다. 주요 글로벌 메모리 기업들이 2026년 초 HBM4 양산을 계획하고 있어 'TC 본더 4' 수요 증가가 예상된다. 또한 '7세대 마이크로 쏘 비전 플레이스먼트(MSVP) 6.0 그리핀' 등 다양한 주력 장비를 홍보할 예정이다. MSVP는 반도체 패키지를 절단-세척-건조-검사-선별-적재해 주는 반도체 제조공정의 필수 장비다. 한미반도체는 HBM용 TC 본더 시장에서 전세계 1위로 시장을 주도하고 있으며, MSVP 시장에서도 2004년부터 21년 연속 전세계 1위를 차지하고 있다. 한미반도체는 2015년부터 세미콘타이완 전시회에 공식 스폰서로 참가하고 있다. 이번 전시회에서 팝아티스트 필립 콜버트(Philip Colbert)와 협업한 아트워크를 함께 선보이며 새로운 마케팅 활동도 전개할 예정이다. 한미반도체 관계자는 “세미콘 타이완은 첨단 반도체 패키징과 AI 반도체 기술이 집결하는 글로벌 행사”라며 “이번 전시회에서 2.5D 패키징 본더 장비를 선보이면서, AI 반도체 시장에서 HBM뿐 아니라 시스템반도체의 경쟁력을 더욱 강화해 나가겠다”고 밝혔다.

2025.09.10 12:56장경윤 기자

TSMC, 美 첨단 패키징 선점 속도…삼성전자는 투자 부담 '신중'

미국 정부가 자국 내 반도체 공급망 강화 전략에 열을 올리고 있는 가운데 대만 주요 파운드리 TSMC는 현지 최첨단 파운드리 및 패키징 팹 구축에 적극 나서고 있다. 반면 삼성전자 역시 첨단 파운드리 팹을 건설 중이나, 패키징 투자에는 부담을 느끼는 것으로 알려져 향후 두 회사의 행보에 관심이 쏠린다. 29일 업계에 따르면 TSMC는 미국 내 최첨단 패키징 생산능력 확보를 위한 설비투자에 적극적으로 나서고 있다. TSMC, 美 첨단 패키징 팹 2곳 신설…글로벌 빅테크 대응 준비 앞서 TSMC는 지난 3월 미국 내 첨단 반도체 설비투자에 1천억 달러(한화 약 138조원)의 신규 투자 프로젝트를 발표한 바 있다. 구체적으로 신규 파운드리 팹 3곳, 첨단 패키징 팹 2곳, 대규모 R&D(연구개발) 팹 등이 건설될 계획이다. 이 중 TSMC의 첨단 패키징 팹 2곳은 모두 애리조나주에 부지를 조성할 것으로 알려졌다. 명칭은 AP1·AP2로, 내년 하반기부터 착공에 돌입해 오는 2028년 양산이 시작될 전망이다. 대만 현지 언론에 따르면 AP1은 SoIC(system-on-Integrated-Chips)를 주력으로 양산한다. SoIC는 각 칩을 수직으로 적층하는 3D 패키징의 일종으로, 기존 칩 연결에 필요한 작은 돌기인 범프(Bump)를 쓰지 않는다. 덕분에 칩 간 간격을 줄여, 데이터 송수신 속도 및 전력효율성이 대폭 개선된다. AP2는 CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate) 기술을 주력으로 담당할 예정이다. CoPoS는 칩과 기판 사이에 얇은 막을 삽입하는 2.5D 패키징을 바탕으로 한다. 기존 2.5D 패키징은 원형 모양의 웨이퍼에서 진행됐으나, CoPoS는 이를 직사각형 패널 상에서 수행한다. 패널의 면적이 웨이퍼 보다 넓고, 인터포저를 더 효율적으로 배치할 수 있어 생산성 향상 및 대면적 칩 제조에 유리하다. 이처럼 TSMC가 미국 내 최첨단 반도체 패키징 생산능력을 확보하려는 배경에는 공급망 문제가 영향을 미치고 있다는 평가다. 최근 미국 정부는 자국 내 반도체 산업 강화를 위해 보조금 지급, 관세 압박 등 다양한 전략을 펼치고 있다. 이에 글로벌 빅테크 기업들은 자사 칩의 양산 및 패키징을 미국 내에서 진행하는 구조를 선호하고 있다. 삼성전자, 2나노 양산에 역량 집중…첨단 패키징 투자에 부담 삼성전자 파운드리 역시 대형 고객사 확보를 위해서는 미국 내 최첨단 패키징 생산능력을 미리 갖춰야 할 것으로 관측된다. 다만 삼성전자는 이러한 투자에 부담을 느끼고 있는 것으로 알려졌다. 확실한 수요가 담보되지 않은 상황에서 선제적으로 투자를 확대하기 어렵고, 최첨단 파운드리 공정 개발 및 미국 내 신규 팹 구축에 이미 상당한 자원을 투자하고 있어서다. 현재 삼성전자는 총 370억 달러를 들여 미국 텍사스주에 2나노미터(nm) 등 최첨단 파운드리 팹을 구축하고 있다. 해당 팹은 올 연말부터 양산라인을 구축할 계획으로, 추후 지난달 약 22조원의 반도체 위탁생산 계약을 맺은 테슬라의 첨단 반도체 'AI6'를 양산하는 것이 목표다. AI6는 플립칩 본딩(칩 패드 위에 범프를 형성해 칩과 기판을 연결하는 기술) 등 기존 레거시 패키징 기술이 쓰인다. 다수의 AI6 칩을 대형 모듈로 제조하는 데에는 최첨단 패키징이 필요하지만, 현재 해당 영역은 인텔의 수주가 유력하다. 때문에 삼성전자 입장에서는 당장 미국에 최첨단 패키징 생산능력을 확보할 요인이 부족한 상황이다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 테슬라 2나노 칩을 성공적으로 양산하는 데만 해도 많은 과제를 떠안고 있고, 실패 시 되돌아올 리스크가 매우 크다"며 "이러한 상황에서 최첨단 패키징 분야까지 막대한 자원을 투자하기에는 여러 측면에서 무리가 있을 것"이라고 설명했다.

2025.08.29 14:08장경윤 기자

日, 반도체 패키징 경쟁력 확보 시동…30여개 기업 손 잡았다

일본 OSAT(반도체외주패키징테스트) 기업들이 시장 경쟁력 강화를 위해 뜻을 모았다. 데이터 공유, 보조금 확보 등을 공동으로 추진해 반도체 패키징 시장의 경쟁력을 빠르게 끌어 올리겠다는 전략이다. 11일 닛케이아시아는 일본 후공정 업계 최초로 결성된 'J-OSAT' 연합회에 약 30여개의 기업이 참여하고 있다고 보도했다. OSAT는 반도체 후공정을 담당하는 기업이다. 종합반도체기업(IDM), 파운드리 등이 전공정 처리를 끝낸 반도체를 수주받아 패키징, 테스트 등을 대신 수행해주는 업무를 맡고 있다. 후공정은 반도체 업계에서 점차 중요성이 높아지는 추세다. 기존 업계는 전공정 영역에서 회로의 선폭을 줄여 반도체 성능을 끌여 올렸으나, 선폭이 10나노미터(nm) 이하까지 좁아지면서 기술적 진보에 많은 어려움을 겪어 왔다. 후공정은 이를 대신해 칩 성능을 높일 기술로 각광받고 있다. 2.5D나 3D 패키징, 칩렛 등 최첨단 패키징이 대표적인 사례다. 다만 OSAT 업계는 미국 앰코(Amkor), 중국 JCET, 대만 ASE 3개 기업이 사실상 시장을 주도하고 있다. 일본 기업은 상위 10대 기업 중 한 곳도 없다. 이에 일본 산업계는 지난 4월 J-OSAT 협회를 결성하고, 약 30여개 회원사와 본격적인 협업을 추진하기 시작했다. 닛케아시아는 "J-OSAT 설립 이전에는 정보 공유의 장이 없어, 관련 기업의 80%가 중소기업인 일본 후공정 업계에 대한 기본적인 정보가 알려지지 않았다"며 "이제 일본 후공정 생산능력이 월 11억 대를 넘는다는 것이 명확해졌고, 공급량의 40%는 자동차, 40%는 기계산업, 20%는 소비재 부문이 차지하고 있다"고 설명했다. J-OSAT는 자동화, 생산 데이터 공유, 인력 개발 등 총 5개 분야에 초점을 맞춰 활동을 펼칠 계획이다. 또한 고성능 장비 교체를 위해 일본 정부에 보조금을 요청하는 방안도 고려하고 있다. J-OSAT의 초대 회장인 마코토 스미타는 "반도체 전공정에는 약 1조엔(한화 약 9조3천억원)의 투자가 필요하지만, 후공정에는 100억엔 혹은 200억엔으로도 많은 것을 할 수 있다"며 "일본 기업들이 최첨단 장비를 도입하면 생산비용을 20%까지 절감할 수 있다"고 말했다.

2025.07.12 14:52장경윤 기자

TSMC, AI칩 수요 견조 재확인…삼성·SK, HBM 사업 성장세 '쾌청'

대만 파운드리 업체 TSMC가 최근 높아진 거시경제 불확실성 속에서도 당초 계획한 첨단 패키징 투자를 유지했다. AI 반도체 수요가 중장기적으로 견조할 것이라는 전망에 따른 전략이다. 주요 메모리 기업들의 HBM(고대역폭메모리) 사업도 공급 과잉 우려를 덜었다는 평가와 전망이 제기된다. 21일 업계에 따르면 글로벌 빅테크의 지속적인 AI 가속기 투자에 따라 올해 삼성전자, SK하이닉스 등의 HBM 수요도 견조할 것으로 관측된다. AI 가속기 수요 굳건…TSMC, 2.5D 패키징 생산능력 2배 확대 앞서 TSMC는 지난 17일 1분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 올해 설비투자(CapEx) 규모를 380억~420억 달러를 제시했다. 최근 중국 딥시크와 같은 저비용·고효율 AI 모델의 등장, 미국의 관세 압박 등으로 AI 인프라 투자에 대한 불확실성이 높아졌으나, 지난해 발표한 계획을 그대로 유지했다. TSMC는 "이전보다는 상황이 개선됐으나, AI 수요가 여전히 공급을 초과하는 상황으로 많은 설비능력 확장이 필요하다"며 "관제 및 지정학적 이슈에 대해 고객사의 행동 변화가 관찰되지 않아 기존 수요를 유지한다"고 설명했다. TSMC가 전망하는 2024~2029년 AI 가속기 관련 매출의 연평균 성장률은 45%에 달한다. 올해 매출액도 전년 대비 2배 성장할 전망이다. 이에 TSMC는 'CoWoS' 생산능력을 2배(월 7만장)로 확장할 계획이다. CoWoS는 TSMC가 자체 개발한 2.5D 패키징으로, 칩과 기판 사이에 인터포저라는 얇은 막을 삽입해 반도체 성능을 높이는 기술이다. 특히 고성능 시스템반도체와 HBM 등을 함께 집적하는 AI 가속기의 필수 요소로 각광받고 있다. HBM 수요 불확실성 걷어…삼성·SK·마이크론 등 대응 분주 최첨단 패키징 투자 확대는 HBM을 공급하는 메모리 업계에도 수혜로 작용한다. 특히 SK하이닉스는 AI 산업을 주도하는 엔비디아는 물론, 구글·AWS(아마존웹서비스) 등 CSP(클라우드서비스제공자) 기업들의 ASIC(주문형반도체)에 최신형 HBM을 공급하고 있다. 일례로 엔비디아는 올 1분기 '블랙웰' 시리즈의 최신 칩인 'GB200'를 출시했다. 구글의 경우 올해 7세대 TPU(텐서처리장치)인 '아이언우드'를 올 하반기 출시할 예정이다. 두 제품 모두 HBM3E(5세대 HBM)이 탑재된다. 나아가 엔비디아는 올해 하반기 HBM4를 탑재한 '루빈' 칩을 출시한다. SK하이닉스도 이에 맞춰 올 상반기 고부가 HBM 생산 비중을 확대하고 있다. 올 상반기 전체 HBM3E의 출하량에서 12단 제품의 비중을 절반 이상으로 확대하는 것이 목표다. 실제로 SK하이닉스 내부에서는 최선단 제품의 생산능력을 확대하기 위한 준비에 적극 나서고 있는 것으로 알려졌다. 김운호 IBK투자증권 연구원은 "SK하이닉스의 HBM 입지는 올해에도 유지될 것으로 예상되며, 생산 능력도 글로벌 최대 규모 수준일 것"이라며 "올 하반기는 HBM3E 12단이 주력 제품이 될 것으로 기대된다"고 밝혔다. 한편 삼성전자·마이크론도 HBM 사업 확대에 매진하고 있다. 삼성전자는 HBM3E 개선품을 개발해 엔비디아와 재공급을 위한 퀄(품질) 테스트를 거치고 있다. 올 2분기 중 결과가 나올 전망이다. 마이크론 역시 HBM3E 12단까지 개발을 완료해, 엔비디아향 공급을 추진 중이다.

2025.04.21 13:41장경윤 기자

"원자현미경(AFM)으로 글로벌 계측장비 기업 도약"

"파크시스템스의 AFM 장비는 기존 반도체 전공정에 이어 첨단 패키징으로 영역을 확장하고 있습니다. 대만 T사에 장비를 공급했고, 국내 기업과도 협업이 진행되고 있죠. 광학 기술 강화를 위한 M&A 등도 준비하고 있습니다." 박상일 파크시스템스 대표는 최근 경기 수원에 위치한 본사에서 기자들과 만나 회사의 향후 사업 전략에 대해 이같이 밝혔다. AFM 후공정 시장 진출…"대만 T사 이어 국내 기업과도 협업" 파크시스템스는 국내 유일의 AFM(원자현미경) 제조 기업이다. AFM은 미세한 크기의 탐침을 시료 표면에 원자 단위까지 근접시킨 뒤, 탐침과 표면 간의 상호작용으로 시료의 구조를 측정하는 장비다. 전자현미경(SEM) 대비 더 정밀한 나노미터(nm) 수준의 계측이 가능하고, 시료의 전자기적·기계적 특성 등을 확인할 수 있다는 장점이 있다. 덕분에 AFM은 EUV(극자외선)와 같은 최첨단 반도체 공정에서 수요가 꾸준히 증가해 왔다. 최근에는 반도체 후공정 산업에서도 기회를 잡았다. 현재 글로벌 빅테크들이 설계하는 AI·HPC(고성능컴퓨팅)용 반도체에는 2.5D와 같은 최첨단 패키징 기술이 필수적이다. 2.5D는 칩과 기판 사이에 얇은 인터포저를 삽입하는 기술로, 회로의 집적도가 높아 AFM의 필요성이 높아지고 있다. 실제로 파크시스템스는 대만 T사의 요청에 따라, 최첨단 패키징 공정향으로 복수의 AFM 장비를 공급한 것으로 알려졌다. 박 대표는 "매우 정밀한 수준의 계측이 필요한 첨단 패키징에서 현재 AFM이 유일한 솔루션으로 주목받고 있다. 파크시스템스 입장에서는 새로운 블루오션 시장이 열리는 것"이라며 "국내 기업들과도 협업이 진행되고 있다"고 말했다. 기술 저변 확대 위해 적극 투자…"추가 M&A 준비" 파크시스템스의 또다른 성장동력은 '제품 다변화'다. AFM에 다양한 광학 기술을 결합해, 각 수요에 따라 유연한 대응을 펼치겠다는 전략이다. AFM은 계측 성능이 뛰어나지만 기존 계측 기술들에 비해 생산성(쓰루풋)이 낮다. 이에 파크시스템스는 AFM의 속도를 높이는 한편, AFM에 WLI(백색광 간섭계)를 접목한 'NX-Hybrid WLI' 장비를 개발해냈다. WLI는 넓은 영역을 빠르게 계측할 수 있는 광학 기술로, AFM의 단점을 보완할 수 있다. 적극적인 M&A(인수합병)도 진행 중이다. 파크시스템스는 지난 2022년에는 이미징 분광 타원계측기(ISE) 및 제진대(AVI) 기술을 보유한 독일 '아큐리온'을 인수했으며, 올해 1월에는 디지털 홀로그래픽 현미경(DHM) 선도기업인 스위스 '린시테크'를 인수했다. DHM은 홀로그램으로 활용해 시료를 3D 스캔하지 않고도 다각도에서 스캔할 수 있는 기술이다. 기존 간섭계 광학 프로파일링 대비 이미징 속도가 100배 이상 빠르다. 박 대표는 "지속적으로 연관 기업을 인수할 예정으로, 현재도 활발하게 논의하고 있는 회사가 국내외에서 5개가 넘는다"며 "이외에도 광학 검사의 핵심인 광원 개발 기업에 지분 투자를 진행하고, 리니어 모터 기업과도 투자를 추진하는 등 협업을 강화하고 있다"고 강조했다. "글로벌 계측장비 기업으로 거듭날 것" 파크시스템스의 지난해 매출은 1천751억원, 영업이익은 385억원으로 집계됐다. 전년 대비 각각 20%, 39% 증가했다. 반도체를 비롯한 산업 전반의 설비투자가 위축된 상황에서도 매출액이 꾸준히 상승하고 있다. 나아가 박 대표는 파크시스템스를 글로벌 계측장비 기업으로 성장시키겠다는 포부를 드러냈다. 박 대표는 "계측장비의 수요가 한정돼 있다는 인식 때문에 대기업으로 성장할 수 없다는 인식이 깔려있는 것 같다"며 "그러나 써모피셔 사이언티픽, 칼 자이스, KLA 등 주요 기업들이 조 단위의 매출을 기록하고 있어, 이들과 같은 글로벌 기업으로 성장하는 것이 목표"라고 밝혔다. 회사의 성장을 위한 신사옥도 과천지식정보타운 내에 건설되고 있다. 총 641억원이 투입됐으며, 연먼적 5만4천173㎡ 규모에 지상 15층 및 지하 5층으로 지어진다. 올해 말 완공을 목표로 하고 있다.

2025.04.14 12:00장경윤 기자

TSMC, CoWoS에 '플럭스리스 본딩' 적용 추진…AI칩 대형화에 대응

대만 주요 파운드리 TSMC가 첨단 패키징 기술인 '플럭스리스(Fluxless)' 본딩을 적용하는 방안을 추진 중이다. 지난해부터 관련 장비를 도입해 평가를 진행해 온 것으로 파악됐다. AI 산업의 발달로 패키징 크기가 점차 확대되면서, 기술 전환의 필요성이 높아졌다는 분석이 제기된다. 6일 업계에 따르면 TSMC는 2.5D 패키징에 플럭스리스 본딩을 적용하기 위한 공정 평가를 진행하고 있다. 그간 TSMC는 2.5D 패키징을 'CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)'라는 브랜드명으로 자체 개발해 왔다. TSMC는 지난해 2곳 이상의 해외 주요 반도체 장비업체로부터 플럭스리스 본딩 장비를 들여와, CoWos에 양산 적용하기 위한 평가를 진행하고 있다. 나아가 올 상반기에도 또 다른 협력사와 추가적인 평가를 시작할 예정인 것으로 파악됐다. 2.5D 패키징은 칩과 기판 사이에 넓다란 실리콘 인터포저 위에 반도체 다이(Die)를 수평 배치하는 기술이다. 기판만을 활용하는 기존 2D 패키징에 비해 회로를 더 밀도있게 연결할 수 있다. 특히 HBM과 고성능 GPU를 연결하는 데이터센터용 AI 가속기 분야에서 CoWoS에 대한 수요가 높다. TSMC는 그간 CoWoS에 플럭스(Flux)를 활용해 왔다. 플럭스는 칩과 인터포저를 연결하는 미세한 범프의 접착력을 높이고, 접합 품질을 떨어트리는 산화막을 방지하는 역할을 맡고 있다. 그러나 CoWoS는 점차 플럭스를 쓰기 어려워지는 환경으로 진화하고 있다. 플럭스는 범프의 접합이 끝난 뒤 제거(세정)돼야 하는데, 인터포저 크기가 커지면 가운데에 묻은 플럭스를 완전히 제거하기가 어렵기 때문이다. 플럭스가 잔존하면 칩 신뢰성이 저해될 수 있다. 실제로 TSMC의 CoWoS 패키징 내 인터포저 크기는 지난 2023년 기준 80x80mm 수준이었다. 레티클(포토마스크; 반도체 회로를 새기기 위한 원판) 대비 약 3.3배 크다. TSMC는 이를 오는 2026년 100x100mm(레티클 대비 5.5배)까지 확대할 계획이다. 2027년에는 120x120mm(레티클 대비 8배) 수준으로 커진다. AI 가속기에 요구되는 컴퓨팅 성능이 높아질수록 더 많은 칩을 내장해야 하기 때문에, 인터포저의 크기도 덩달아 커지는 추세다. 플럭스리스 본딩은 이 문제를 해결할 수 있는 대안으로 꼽힌다. 플럭스리스는 플럭스를 사용하지 않고 범프의 산화막을 제거하는 기술이다. 때문에 해외 주요 반도체 장비기업들이 관련 기술 개발에 주력하고 있다. TSMC도 향후 CoWoS에 플럭스리스 본딩을 적용하는 방안을 적극 검토하는 분위기다. 특히 TSMC는 지난해 CoWoS 수율 향상에 난항을 겪은 바 있어, 플럭스리스를 비롯한 대안 기술에 관심을 기울일 수 밖에 없다는 게 업계의 전언이다. 반도체 업계 관계자는 "현재 TSMC는 플럭스리스 본더를 소량 들여와 연구개발(R&D) 단계에서 평가를 진행하는 중"이라며 "올해까지 테스트가 마무리 될 것으로 보고 있다"고 설명했다.

2025.03.06 14:16장경윤 기자

"韓 고객사 관심 많다"…K&S, HBM4용 '플럭스리스' TC 본더 장비 파란 예고

차세대 HBM(고대역폭메모리) 제조용으로 플럭스리스(Fluxless) TC(열압착) 본딩이 각광받는 가운데, 글로벌 장비 기업 쿨리케앤소파(K&S)가 한국 메모리 시장을 공략한다. 업계 최초로 도입한 '포름산' 기반의 플럭스리스 본딩이 무기다. 해당 기술은 본딩과 동시에 세정을 진행한다. 덕분에 주요 경쟁사들이 채택한 플라즈마 방식에 비해 생산성 및 신뢰성이 높다는 게 쿨리케앤소파의 설명이다. 국내 두 잠재 고객사들의 반응에 대해서도 "관심이 굉장히 높다. 양사 모두 당사의 기술력을 인지한 바 있고, 전 세계적으로 플럭스리스 TC 본딩에 대한 레퍼런스가 쌓이고 있어 많은 관심을 두고 있다"고 자신했다. 찬핀 총 쿨리케앤소파 총괄부사장은 지난 18일 서울 잠실 시그니엘에서 기자와 만나 회사의 차세대 주력 사업인 플럭스리스 TC 본더에 대해 소개했다. ■ 차세대 HBM 시장 겨냥해 '플럭스리스' 본딩 선제 개발 쿨리케앤소파는 미국과 싱가포르에 본사를 둔 반도체·디스플레이 장비기업이다. 반도체 분야에서는 기존 전통적인 패키징 방식인 와이어 본딩에 주력해 왔으나, 최근에는 웨이퍼 레벨 패키지(WLP), 열압착 본딩(TCB) 등 첨단 패키징 영역으로도 시장을 적극 확대하고 있다. 특히 쿨리케앤소파가 주목하는 기술은 플럭스리스 본딩이다. 국내외 주요 메모리 기업들을 중심으로 차세대 HBM에 플럭스리스 본딩 기술을 적용하는 방안이 활발히 논의되고 있기 때문이다. 현재 HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 미세한 솔더 범프로 연결하는 과정을 거친다. 이 때 범프에 산화막이 남게 되면 접합 품질에 문제가 생긴다. 산화막을 제거하기 위해서는 플럭스라는 물질을 도포한 뒤 씻어내야 한다. 그러나 HBM이 HBM4, 16단 등으로 나아가게 되면 플럭스 사용에 한계가 생긴다. D램 사이의 간격이 줄어들고, I/O(입출력단자) 수가 2배로 늘어 범프가 더 촘촘히 들어서기 때문이다. 이 경우, 세정 후에도 범프에 플럭스 잔여물이 남아 HBM의 신뢰성을 떨어뜨릴 가능성이 높아진다. 이에 쿨리케앤소파는 플럭스를 사용하지 않고도 산화막을 제거하는 플럭스리스 본딩 장비를 선제 개발했다. 찬핀 총 부사장은 "회사는 플럭스리스 TC 본더 장비를 로직 반도체 분야에 상용화한 바 있고, 이를 기반으로 HBM 시장에도 진출을 추진하고 있다"며 "한국을 비롯한 여러 메모리 제조사에 독보적인 가치를 제안할 수 있을 것"이라고 밝혔다. ■ 韓 고객사 관심 높아…업계 최초 '포름산' 기반 본딩이 핵심 쿨리케앤소파가 개발한 플럭스리스 TC 본딩의 핵심 요소는 포름산이다. 본딩 헤드 주변에 포름산을 증기 형태로 분사해 산화막을 제거하는 원리로, 본딩과 동시에 산화막을 제거할 수 있다는 장점이 있다. 때문에 쿨리케앤소파에서는 이를 '인 시츄(In-Situ)' 방식이라고 부른다. TC 본딩에 포름산을 적용한 사례는 쿨리케앤소파가 유일한 것으로 알려져 있다. 전세계 주요 경쟁사들은 현재 플라즈마 기반의 플럭스리스 본딩을 주로 채택하고 있다. 플라즈마 방식은 가스 물질을 사용하지 않고도 플럭스를 제거하지만, 본딩과 세정을 동시에 진행할 수 없다. 찬핀 총 부사장은 "포름산 기반의 플럭스리스 본딩은 쿨리케앤소파가 지난 2017년부터 개발하기 시작한 기술로, 경쟁사들도 발을 들일 수는 있으나 결코 쉽지 않을 것"이라며 "본딩과 세정을 같이 진행하기 때문에 플라즈마 대비 생산성이 뛰어나고, 재산화(산화막이 다시 생겨나는 현상) 방지 측면에서도 유리하다"고 강조했다. 쿨리케앤소파는 이러한 장점을 무기로 국내외 주요 메모리 제조사에 HBM용 플럭스리스 본더 공급을 추진하고 있다. 찬핀 총 부사장은 "HBM 시장에서 플럭스리스 본더가 언제 테스트가 진행될 수 있을 지 정확히 말씀드릴 수는 없으나 곧 이뤄질 것"이라며 "국내 잠재 고객사들도 분명히 쿨리케앤소파의 기술력을 인지하고 있고, 관심이 굉장히 높다"고 말했다. ■ "2.5D·CPO 등 첨단 패키징 외연 넓힐 것" 플럭스리스 TC 본딩은 AI 반도체 수요 확대로 각광받는 2.5D 패키징에도 용이하다. 2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 실리콘 인터포저 위에 반도체 다이(Die)를 수평 배치하는 기술이다. 대만 주요 파운드리 TSMC가 'CoWoS'라는 브랜드로 시장을 선도하고 있다. 다만 2.5D 패키징은 세대를 거듭할수록 다이(Die) 크기가 커지고 있어, 여러 문제점을 일으키고 있다. 다이가 커지면 내부 깊은 곳까지 세정이 불가능해 플럭스를 제대로 제거하기 어렵다. 이로 인해 2.5D 패키징 시장에서도 플럭스리스가 대안점으로 떠오르고 있다. CPO(광모듈 패키징) 기술도 이와 비슷하다. CPO는 데이터 통신에 쓰이던 별도의 광트랜시버를 칩 내부에 설치해, 데이터 처리 성능 및 효율을 크게 끌어올리는 차세대 반도체 기술이다. 찬핀 총 부사장은 "CPO를 구현하려면 정밀한 온도 조절이 필요하고, 플럭스 잔류물 문제가 없어야 하기 때문에 플럭스리스가 필요해질 것"이라며 "쿨리케앤소파는 이미 관련 기술을 6년 전 개발 완료해 미국 등에서 평가를 받았다. 시장이 개화하게 되면 빠르게 진출할 수 있을 것"이라고 말했다.

2025.02.23 08:49장경윤 기자

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