로직과 HBM 4개가 하나의 반도체처럼 동작
실리콘 인터포저 적용, 초미세 배선 구현
인터포저 변형 막는 반도체 공정 적용


삼성전자는 6일, 로직과 HBM(High Bandwidth Memory) 4개를 단일 패키지로 통합하는 2.5D 패키지 기술, ‘I-Cube4(Interposer-Cube4)’를 개발했다고 밝혔다. 해당 기술은 고대역폭 데이터 전송과 고성능 시스템 반도체를 요구하는 HPC, AI/클라우드 서비스, 데이터센터 등을 중심으로 활용될 것으로 기대된다.

I-Cube 기술은 실리콘 인터포저 위에 CPU, GPU 등의 로직과 HBM을 배치해 하나의 반도체처럼 동작하도록 하는 ‘이종 집적화(Heterogeneous Integration)’ 패키지 기술이다. 복수의 칩을 단일 패키지에 배치, 전송 속도는 높이고, 패키지 면적은 줄인다. 삼성전자는 I-Cube4 기술에 실리콘 인터포저를 적용, 초미세 배선을 구현했고, 반도체 구동에 필요한 전력도 안정적으로 공급할 수 있도록 했다.

일반적으로 패키지 안에 실장하는 반도체 칩이 많아질수록 인터포저의 면적도 함께 증가해 공정상의 어려움도 커진다. 삼성전자는 100㎛(마이크로미터) 수준의 얇은 인터포저가 변형되지 않도록 재료, 두께 등 다양한 측면에서 반도체 공정·제조 노하우를 적용했다. 또한, 몰드를 사용하지 않는 독자적인 구조를 적용, 열을 효율적으로 방출하도록 했다. 삼성전자는 패키지 공정 중간 단계에서 동작 테스트를 진행해 불량을 사전에 걸러내고, 전체 공정 단계를 줄여 생산 기간을 단축했다.

삼성전자 파운드리사업부 마켓전략팀 강문수 전무는 “이번에 보인 기술 경쟁력을 기반으로 HBM을 6개, 8개 탑재하는 신기술도 개발할 방침”이라고 밝혔다. 삼성전자는 지난 2018년, 로직과 2개의 HBM을 집적한 ‘I-Cube2’ 솔루션을 선보였으며, 2020년에는 로직과 SRAM을 수직 적층한 ‘X-Cube’ 기술을 공개한 바 있다.