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LG이노텍, 차세대 모바일용 반도체 기판 기술 '코퍼 포스트' 개발 성공

LG이노텍은 모바일용 고부가 반도체 기판에 적용되는 '코퍼 포스트(Cu-Post, 구리 기둥) 기술'을 세계 최초로 개발하고, 이를 양산 제품에 적용하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 주요 스마트폰 제조사들이 슬림화 경쟁에 뛰어들며, 스마트폰 부품 크기 최소화가 업계 화두가 되고 있다. 이에 RF-SiP(Radio Frequency-system in Package) 기판 등 모바일용 반도체 기판의 성능을 고도화하면서도 크기는 최소화할 수 있는 기술 수요가 급증하고 있다. LG이노텍은 이러한 스마트폰 트렌드를 예측하고, 2021년부터 선제적으로 차세대 모바일용 반도체 기판 기술인 '코퍼 포스트'를 개발해왔다. 이 기술은 반도체 기판과 메인보드 연결 시, 구리 기둥(Cu-Post)을 활용하는 것이 핵심이다. 기존 방식 대비 더 많은 회로를 반도체 기판에 배치할 수 있으며, 반도체 패키지의 열 방출에도 효과적이다. 모바일 제품의 슬림화 및 고사양화에 최적화한 기술로 업계의 주목을 받고 있다. LG이노텍 관계자는 “'코퍼 포스트' 기술 확보로 글로벌 RF-SiP 기판 1위 입지를 한층 더 확고히 할 수 있을 것”이라고 말했다. 솔더볼 직접 연결 대신 '구리 기둥' 활용 반도체 기판은 반도체 칩, 전력 증폭기, 필터 등 전자부품을 메인보드와 연결하는 제품이다. 납땜용 구슬인 솔더볼(Solder Ball)을 통해 메인보드와 연결돼 전기신호를 주고받는다. 이 솔더볼을 촘촘히 배열할수록 더 많은 회로를 연결할 수 있으며, 이는 스마트폰 성능 향상의 핵심 요소로 꼽힌다. 기존에는 반도체 기판에 솔더볼을 직접 부착해 메인보드와 연결했다. 안정적인 접합을 위해 솔더볼 크기도 커야 했고, 구 모양 구조로 인해 넓은 공간을 차지했다. 또한 간격이 좁을 경우 납땜 과정에서 녹은 솔더볼이 서로 달라붙는 현상이 발생했다. 이 방식으로는 솔더볼 간격을 줄여 회로 집적도를 높이는 것에 한계가 있었다. LG이노텍은 이를 해결하기 위해 반도체 기판에 솔더볼을 직접 연결하는 대신, '코퍼 포스트' 기술로 구리 기둥을 먼저 세우고 그 위에 솔더볼을 작게 얹었다. 구리로 기둥을 세우는 것은 업계에서 고난도 기술로 알려져 있다. LG이노텍은 디지털 트윈(Digital Twin) 기반의 3D 시뮬레이션 기술을 적극 활용해 개발 속도와 완성도를 동시에 끌어올렸다. 이 기술로 LG이노텍은 솔더볼 간격을 기존 대비 약 20% 가까이 줄이는 데 성공했다. 기둥 구조를 통해 솔더볼의 면적과 크기를 최소화했으며, 녹는점이 높은 구리를 사용해 고온 공정에서도 기둥 형태가 안정적으로 유지돼 더욱 촘촘한 배열 설계가 가능해졌다. 회로 집적도 높여 반도체 기판 소형화∙고사양화 LG이노텍의 '코퍼 포스트' 기술을 적용하면 기존과 동일한 성능을 구현하면서도 크기는 최대 20%가량 작은 반도체 기판을 만들 수 있다. 스마트폰 제조사는 설계 자유도를 높이고 디자인 슬림화가 가능하다. 또한 이 기술은 복잡하고 방대한 전기신호를 효율적으로 처리해야 하는 AI 연산 등 스마트폰의 고사양 기능에 최적화됐다. 같은 크기의 반도체 기판이라면 기존 대비 더 많은 솔더볼을 배치하고 기판 회로 수를 늘릴 수 있다. 회로 밀도를 높인 고성능 반도체 기판 설계가 가능한 이유다. 스마트폰 발열도 개선할 수 있다. '코퍼 포스트'에 사용된 구리는 납 대비 열전도율이 7배 이상 높아 반도체 패키지에서 발생하는 열을 보다 빠르게 외부로 방출한다. 열에 의한 칩 성능 저하나 신호 손실 등 문제를 최소화해 모바일 기기의 성능을 안정적으로 유지할 수 있다. “고객 성공 위한 고민에서 출발…기판 업계 패러다임 바꿀 것” LG이노텍은 '코퍼 포스트' 기술 관련 특허 40여 건을 확보하며 독보적인 기술력을 갖추게 됐다. 이 기술을 모바일용 반도체 기판인 RF-SiP 기판, FC-CSP(Flip Chip-Chip Scale Package) 기판 등에 적용해 시장 우위를 더욱 강화해 나간다는 방침이다. 문혁수 LG이노텍 대표는 “이 기술은 단순한 부품 공급 목적이 아닌 고객의 성공을 지원하기 위한 깊은 고민에서 나온 것”이라며 “혁신 제품으로 기판 업계의 패러다임을 바꾸며 차별적 고객가치를 지속 창출해 나가겠다”고 말했다. 한편 LG이노텍은 FC-BGA, RF-SiP 등 고부가 반도체 기판 및 차량용 AP 모듈을 주축으로 2030년까지 반도체용 부품 사업을 연 매출 3조 이상 규모로 육성한다는 계획이다.

2025.06.25 08:57장경윤

하나마이크론, 'ECTC 2025'서 고성능 패키징 솔루션 대거 공개

반도체 후공정 전문기업 하나마이크론은 미국 텍사스주에서 열린 '2025 ECTC(전자부품기술학회)'에 참가해 차세대 고성능 패키징 솔루션을 선보였다고 12일 밝혔다. 올해 75회째를 맞은 ECTC는 IEEE(전기전자공학자협회) 산하 전자 패키징 소사이어티가 주최하는 글로벌 최대 규모의 전자 패키징 기술 컨퍼런스다. 이번 컨퍼런스에는 전 세계 20여 개국, 2천여 명의 업계 관계자와 TSMC, 인텔, ASE, IBM, 소니 등 글로벌 반도체 선도 기업들이 참석해 최신 기술 동향을 공유했다. 하나마이크론은 이번 행사에 골드 스폰서 자격으로 참가했다. 회사는 전시 부스를 운영하며 웨이퍼레벨 패키지(WLP), 플립칩 패키지(FCBGA), 시스템인 패키지(SIP), 브리지 다이 기반의 차세대 2.xD 패키징 등 주요 기술과 제품 포트폴리오를 선보였다. 또한 하나마이크론은 '인공지능 AI 패키징 기술 개발'을 주제로 총 3편의 학술 논문을 제출했으며 전체 300여 편의 발표 중 상위 20대 주요 논문으로 선정되는 성과를 달성했다. 특히 하나마이크론은 기업 발표 논문 기준으로 인텔, 엔비디아, IBM, TSMC, 소니와 함께 단 6개사만 명단에 오르며 회사의 기술력을 입증받았다. 하나마이크론이 발표한 신규 아키텍처는 AI 및 HPC(고성능 컴퓨팅)용 신호·전력 최적화를 위해 브리지 다이와 구리 포스트를 활용한 차세대 2.xD 패키징 솔루션(HICTM)으로 기존 TSV(Through-Silicon Via) 기반 패키징의 한계를 극복했다. 이 구조는 데이터 전송 경로를 단축해 기생 저항(RC)을 감소시키고 전력망 구성을 단순화함으로써 대역폭과 전력 효율을 향상시킨 점이 높은 평가를 받았다. 또 HBM3 등 고속 메모리 연결에 최적화된 확장성을 입증하며 차세대 고속 패키징 설계 방안을 제시했다. 하나마이크론은 행사 기간 중 글로벌 주요 고객에 기술 로드맵과 사업 전략을 소개하고 신규 수주 및 전략적 협업 방안을 논의하는 등 유의미한 성과를 달성했다. 이를 통해 글로벌 파트너사와 협력을 강화하고 차세대 패키징 시장을 선도해 나갈 방침이다. 하나마이크론 관계자는 “ECTC에서 당사의 혁신 기술과 연구 성과를 직접 알리고 고객사와 심도 있는 논의를 진행할 수 있어 뜻깊었다”며 “앞으로도 기술 역량 강화와 글로벌 협력을 통해 경쟁력을 강화해 나가겠다”고 밝혔다.

2025.06.13 10:14장경윤

강민석 LG이노텍 기판소재사업부장, 과학기술훈장 수상

LG이노텍은 강민석 기판소재사업부장(부사장)이 '2025년 과학·정보통신의 날 기념식'에서 과학기술훈장 웅비장을 수상했다고 21일 밝혔다. 과학기술훈장은 매년 열리는 '과학기술·정보통신의 날'을 기념해 국가 과학기술의 진흥을 촉진하고자 제정한 훈장이다. 혁신기술을 지속 연구하고 개발해 국가 과학기술 발전에 크게 기여한 인물에게 주어진다. 강 부사장은 2015년 LG이노텍 선행부품연구소장으로 부임, 광학솔루션사업부장과 최고기술책임자(CTO)를 거쳐 현재 기판소재사업부장을 맡고 있다. 광학 및 반도체 기판 분야에서 국가 과학기술 경쟁력 확보에 기여한 공로를 인정받아 올해 수훈자로 선정됐다. 강 부사장은 핵심기술 개발을 통해 모바일 카메라 모듈과 통신용 반도체 기판 사업이 글로벌 1위로 자리매김하는 데 이바지했다. 대표적으로 반도체용 기판 분야에서 세계 최초의 기술과 공법을 적용해 RF-SiP(Radio Frequency-system in Package), AiP(Antenna in Package) 등 통신용 반도체 기판의 글로벌 톱티어 입지를 확고히 했다. 이와 함께 강 부사장은 CTO 재임 시절 축적한 DX/AI 분야 전문성을 바탕으로 연구개발과 생산공정의 DX(디지털 전환)를 적극 주도했다. 특히 업계에서 선도적으로 전 공정 물류 및 검사 자동화를 실현한 FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array) 드림 팩토리(구미 4공장) 구축을 이끌었다. AI·딥러닝·로봇·디지털 트윈 등 최신 IT 기술이 집결된 업계 최고 수준의 스마트 팩토리다. 강 부사장은 “이번 수상으로 LG이노텍의 혁신성과와 경쟁력을 인정받게 되어 매우 기쁘다”며 “소재부품 분야에서 끊임없는 혁신과 도전을 이어가며 대한민국이 글로벌 기술 리더로 도약하는 데 앞장설 것”이라고 말했다.

2025.04.21 16:14장경윤

SK하이닉스, 커스텀 HBM 수율향상 집중…"TSMC·엔비디아 협력 필수"

"고객사가 HBM에 요구하는 불량품 검출 수는 일반 D램의 10분의 1, 20분의 1에 달할 정도로 매우 높다. 이를 만족하기 위해 SK하이닉스는 뛰어난 기술 개발력과 안정적인 양산 경험을 쌓아 왔다. 또한 커스텀 HBM은 SK하이닉스·TSMC만 잘 해선 안되기 때문에, 고객사를 포함한 3자 협업 관계가 중요하다." 5일 박문필 SK하이닉스 HBM PE 담당 부사장은 5일 오전 서울 코엑스에서 열린 'SK AI 서밋 2024'에서 이같이 밝혔다. '새 국면에 접어든 HBM 시장에 대한 SK하이닉스의 준비 현황 및 방향'에 대해 발표한 박 부사장은 향후 HBM 시장에서 안정적인 양산이 중요하다고 강조했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해, 데이터 전송 통로인 입출력단자(I/O) 수를 크게 늘린 차세대 메모리다. 5세대 제품인 HBM3E까지는 I/O 수가 1024개다. 내년 양산될 HBM4에서는 I/O 수가 2배로 늘어난 2048개가 된다. 이러한 기술적 진보에서 가장 중요한 요소는 '수율'이다. 수율은 투입한 웨이퍼에서 양품이 나오는 비율이다. HBM의 경우 여러 개 D램 중 하나라도 불량이 나선 안되고, 이후 HBM과 GPU 등 시스템 반도체를 결합하는 SiP(시스템인패키지) 단의 수율도 고려해야 하기 때문에 수율 확보가 어렵다. 박 부사장은 "고객사가 요구하는 HBM 물량을 충족하기 위해선 결국 수율을 끌어올리는 것이 중요하다"며 "dppm(100만 개당 결함 부품 수)을 기준으로 하면 HBM에 요구되는 수준은 기존 D램 대비 10분의 1에서 20분의 1 정도로 매우 까다롭다"고 밝혔다. 그러면서도 박 부사장은 "SK하이닉스는 선단 D램 및 패키징 기술, 정밀한 계측, 선도적인 양산 경험을 토대로 안정적인 개발 및 양산을 진행하고 있다"며 "개발 앞단에서 문제를 최대한 빨리 잡아 내, 개발 기간을 단축하는 체계를 잘 구축한 것도 SK하이닉스의 장점"이라고 덧붙였다. 특히 HBM4에서부터는 HBM의 고객사에 맞춰 사양을 일부 변경하는 '커스텀 HBM'이 각광을 받을 것으로 전망된다. 로직다이란 HBM을 적층한 코어다이의 메모리 컨트롤러 기능을 담당하는 다이다. HBM과 GPU 등 시스템반도체를 PHY(물리계층)으로 연결해 데이터를 고속으로 연결한다. 박 부사장은 "커스텀 HBM 시대에서는 기존 SK하이닉스의 IP(설계자산) 외에도 고객사의 IP가 함께 쓰이게 된다"며 "이를 위해 SK하이닉스는 TSMC, 엔비디아와 공고한 '커스텀 메모리 플랫폼'을 구축하고 있다"고 밝혔다. 예를 들어 SK하이닉스는 테스트 과정을 미리 상정한 디자인 설계(DFT), 각 공정을 구분해 문제 요소를 빠르게 특정할 수 있는 시스템, 파운드리·고객사와 원팀 체제로 디자인 단부터 협업을 진행하는 구조 등을 주요 과제로 삼고 있다.

2024.11.05 13:51장경윤

SK하이닉스, "16단 HBM에도 '어드밴스드 MR-MUF' 적용 가능성 확인"

"오는 2025년 양산 예정인 HBM4는 이전 세대 대비 성능 및 에너지 효율이 높을 것으로 기대하고 있다. 특히 16단 제품의 경우, 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 기술의 적용 가능성을 확인했다." SK하이닉스 이강욱 부사장(PKG개발 담당)은 3일 '세미콘 타이완'에서 회사의 HBM 경쟁력에 대해 이같이 말했다. 이날 'AI 시대를 대비하는 HBM과 어드밴스드 패키징 기술'을 주제로 세션 발표를 진행한 이 부사장은 HBM 시장의 가파른 성장세를 예견했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 메모리로, 기존 D램에 비해 데이터 처리 성능이 뛰어나다. HBM은 현재 5세대 제품인 HBM3E까지 상용화에 성공했다. 8단, 12단 HBM3E는 초당 1.18TB 이상의 데이터를 처리하며 최대 36GB 용량을 지원한다. HBM4는 12, 16단으로 공급되며 용량은 최대 48GB까지, 데이터 처리 속도는 초당 1.65TB 이상으로 성능이 발전한다. HBM4부터는 베이스 다이에 로직 공정을 적용함으로써, 성능 및 에너지 효율 향상을 기대하고 있다. 이와 같은 시장 성장세에 맞춰 HBM 분야 리더인 SK하이닉스는 2015년 업계 최초로 HBM 제품을 양산한 후, 연이어 최고 성능의 HBM 제품들을 세계 최초로 출시하면서 업계를 선도하고 있다. 오는 2025년에는 HBM4 12단 제품도 출시할 예정이다. 특히 SK하이닉스는 독자적으로 개발한 혁신적인 패키징 기술을 통해 HBM 제품의 에너지 효율 및 열 방출(방열 성능) 측면에서 경쟁력을 갖추고 있다. SK하이닉스가 HBM 제품에 적용한 MR-MUF 패키징 기술은 낮은 본딩(칩 접합) 압력, 온도 적용과 일괄 열처리가 가능해 생산성과 신뢰성 측면에서 다른 공정보다 유리하다. 또한 높은 열전도 특성을 갖는 Gap-Fill 물질(빈 공간을 채우는 물질) 및 높은 밀도의 메탈 범프 형성이 가능해. 타 공정 대비 열 방출 면에서 30% 이상의 성능 장점을 가진다. SK하이닉스는 HBM3와 3E 8단 제품에 MR-MUF, 12단 제품에 Advanced MR-MUF기술을 적용해 양산을 하고 있으며, 내년 하반기 출하 예정인 HBM4 12단 제품에도 Advanced MR-MUF를 적용해 양산할 계획이다. 16단 제품을 위해서는 Advanced MR-MUF와 하이브리드 본딩 방식 모두에 대한 준비를 하고 있으며, 고객 니즈에 부합하는 최적의 방식을 선택할 계획이다. 특히 SK하이닉스는 16단 제품 대응을 위한 기술을 개발 중인데, 최근 연구에서 16단 제품에 대한 Advanced MR-MUF 기술 적용 가능성을 확인했다. 하이브리드 본딩 기술을 적용할 경우 제품 성능, 용량 증가 및 열 방출 측면에서 장점이 있으나, 기술 완성도 및 양산 인프라 준비 측면에서 해결해야 할 여러 선결 과제들이 있다. 두 가지 방식에 대한 기술 완성도를 빠르게 높여, 메모리 고용량화에 대한 고객 니즈에 선제적으로 대응하겠다는 전략으로 풀이된다. SK하이닉스는 HBM4 및 이후 세대 제품 개발을 준비하고 있으며, 대역폭, 용량, 에너지 효율 측면에서의 기술적 난제들을 해결하기 위해 2.5D 및 3D SiP(시스템 인 패키지) 패키징 등을 포함 다양한 대응 방안을 검토하고 있다. 또한 HBM4E 부터는 커스텀(Custom) 성격이 강해질 것으로 예상돼, SK하이닉스는 다양한 고객 요구에 효율적으로 대응하기 위한 생태계 구축 관점에서도 글로벌 파트너들과의 협력을 강화해 가고 있다.

2024.09.03 14:36장경윤

'12단 HBM3E' 수급 다급해진 엔비디아…삼성·SK 대응 분주

엔비디아가 최근 생산 차질 논란이 불거진 최신형 AI 반도체 '블랙웰'을 당초 일정대로 양산하겠다고 밝혔다. 칩 재설계를 통한 대체품을 내놓는 것으로, HBM(고대역폭메모리) 역시 더 높은 용량의 제품을 탑재하기로 했다. 이에 따라 삼성전자, SK하이닉스 등 주요 메모리 기업도 최선단 HBM의 인증을 서두르기 위한 대응에 나선 것으로 파악됐다. 29일 업계에 따르면 삼성전자·SK하이닉스 등 주요 메모리 제조업체는 엔비디아의 최신 GPU '블랙웰' 칩 설계 변경에 따라 HBM3E 12단 인증을 서두르고 있다. 블랙웰은 엔비디아가 지난 3월 공개한 최신형 AI 반도체다. TSMC의 4나노미터(nm) 공정을 기반으로, 총 2천80억개의 트랜지스터를 집적했다. 이는 기존 GPU 대비 2배가량 많은 것으로, 2개의 GPU 다이(Die)를 10TB(테라바이트)/s의 빠른 데이터 전송 속도로 연결했기 때문에 가능한 수치다. 세부적으로 블랙웰 GPU는 전력소모량에 따라 700W급인 B100, 최대 1200W급인 B200으로 나뉜다. 당초 엔비디아는 B100 GPU 2개와 '그레이스' CPU 1개를 결합한 구조의 AI 가속기 'GB200'을 회사 회계연도 기준 2025년 4분기(2024년 11월~2025년 1월) 출시할 예정이었다. ■ SoC 재설계로 HBM3E도 8단→ 12단 변경 그러나 최근 GB200의 양산 일정에 차질이 생겼다. 업계에서 분석하는 원인은 크게 두 가지다. 하나는 B100 칩 설계의 문제, 또 하나는 GB200에 필요한 TSMC의 최첨단 패키징 'CoWoS-L'의 용량 부족이다. CoWoS는 엔비디아가 자체 개발한 2.5D 패키징 기술로, 로직반도체와 HBM을 SiP(시스템 인 패키지) 형태로 묶는 것을 뜻한다. 2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 실리콘 인터포저 위에 반도체 다이(Die)를 수평 배치하는 기술이다. 활용되는 소재에 따라 종류가 나뉘며, CoWoS-L의 경우 로컬실리콘인터커넥트(LSI)라는 소형 인터포저를 채용한다. 이에 엔비디아는 즉각 대응책을 수립했다. 기존 B100을 개량한 'B102'를 대체품으로 재설계하고, 이를 기반으로 'GB200A'를 제작하기로 했다. A는 공랭(Air Cooling)의 의미다. 패키징 구조 역시 변경된다. GB200은 GPU 2개를 묶어 한 칩처럼 동작하게 하고, 주변에 HBM3E 8단(24GB)을 8개 집적하는 형태다. 반면 GB200A는 GPU를 묶지 않고 B102 칩 하나에 HBM3E 12단(36GB)를 4개 집적한다. 내장된 GPU 2개가 총 HBM 8개를 운용하는 것보다 효율이 떨어지기 때문에, 단일 HBM의 용량을 높이고자 12단을 채용한 것으로 분석된다. 엔비디아는 이 같은 칩 재설계를 통해 어제(29일 한국시간) 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 "당초 계획대로 블랙웰 GPU 양산 공급을 연말에 진행하겠다"는 뜻을 밝혔다. ■ HBM3E 12단 공급 빨라져야…삼성·SK 대응 분주 엔비디아가 블랙웰 GPU의 양산 일정을 고수하면서, 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 메모리 제조업체들의 대응 또한 분주해지고 있다. 당초보다 빨리 HBM3E 12단 제품을 엔비디아에 공급해야 하는 상황에 놓였기 때문이다. HBM3E는 5세대 HBM으로, 올해 상반기 8단 제품부터 상용화에 들어갔다. 더 많은 D램을 적층하는 12단 제품은 주요 메모리 3사 모두 고객사와의 퀄(품질) 테스트를 거치고 있으며, 아직까지 공식 승인을 받은 기업은 없다. 이에 엔비디아도 주요 메모리 제조사에 HBM3E 12단 승인을 앞당기기 위한 논의를 진행한 것으로 알려졌다. 반도체 업계 관계자는 "엔비디아의 요청에 따라 메모리 제조사들도 HBM3E 12단 물량을 급하게 늘리려는 움직임을 보이고 있다"며 "HBM3E 12단의 수율이 상대적으로 낮고, 긴급한 주문이기 때문에 메모리 제조사 입장에서도 더 높은 가격을 책정받을 수 있다는 이점을 누릴 수 있다"고 설명했다.

2024.08.30 10:04장경윤