첨단 반도체 후공정 파운드리 전문기업 네패스(대표 이병구)가 고성능 인공지능 반도체 제작에 적용할 수 있는 고밀도 초박막 3D 패키징 기술을 확보하며, 첨단 후공정 플랫폼 경쟁력에서 한 발 앞서갔다.

네패스는 합동 연구단과 함께 고성능 인공지능 반도체에 적용 가능한 3D 집적화 패키징 기술, 핵심 소재 및 테스트 솔루션인 ‘FOWLP를 이용한 3D IC 제조를 위한 핵심 소재 및 공정 기술 개발’을 완료했다고 12일 밝혔다.

해당 과제는 네패스가 총괄을 맡아 2018년부터 약 5년간 진행됐다.

특히 이번 연구는 첨단 반도체 핵심 기술 개발을 통해 대한민국 반도체 산업의 발전과 첨단 후공정 플랫폼 경쟁력을 확보한다는 목표로 마이크로프랜드, 켐이, 한국전자기술연구소, 서울테크노파크, 재료연구소, 서울과학기술대학교, 덕산하이메탈 등 다수의 기관이 컨소시엄에 참여해 시작됐다.

FOWLP(Fan-Out Wafer Level Packaging, 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징)은 여러 칩을 단일 패키지로 통합 할 수 있는 고급 패키징 기술이다. 다이를 잘라 기판에 올려 접점과 연결하는 전통적인 방식을 벗어나 웨이퍼 상에서 그대로 전극을 형성해 다수의 다이를 동시에 패키징 한다.

2010년 인피니언이 최초 성공한 이래 TSMC 등 첨단 반도체 기업에서 사용되고 있다.

국책과제에서 개발한 주요 기술은 △팬아웃 기반 고밀도 이종 적층 기술 △대면적 EMI Shielding 및 방열 EMC Molding 패키지 기술 △PSPI중합 및 저온 경화형 절연막 감광재 소재 △Fine Pitch 대응용 Probe Card 개발 등이다.

이들 기술을 바탕으로 고객은 폼팩터의 소형화와 박형화에 유리하고, 방열 특성과 전기적 특성이 우수한 고밀도 3D 패키지가 가능하게 된다. 팬아웃 기술 기반의 이종접합기술과 대용량 인터페이스 기술을 활용해 인공지능 반도체, 엣지컴퓨팅, 클라우드서버 등의 분야에서 핵심 기술을 구체화해줄 것으로 기대된다.

한국은 메모리 산업은 글로벌 선두에 있지만 그 2배 이상 규모인 비메모리 시장에서는 점유율 3% 이하로 영향력이 미미한 상태다.

대한민국이 진정한 반도체 강국이 되려면 반도체의 핵심 공정인 첨단 패키징 기술 확보와 반도체 산업 생태계를 육성하는 방향으로 전략을 수립해야 한다는 목소리가 높아지고 있다.

이에 연구진은 AI, 로봇, IoT 등 응용 산업 전반 영역에서 수요가 급증하고 있는 고성능 반도체의 지능화, 저전력화, 경량화, 소형화를 구현하기 위한 반도체 패키징 공정·소재 기술을 집중적으로 연구했다.

네패스는 본 과제를 통해 확보한 패키지 경쟁력으로 국내외 인공지능, 메모리 수요 업체와 사업화 기회를 발굴해 나간다는 방침이다.

기술개발본부 김종헌 부사장은 “이번 국책과제 수행을 통해 첨단 반도체 분야 신시장 확대에 기여할 것으로 기대한다”며 “앞으로도 네패스는 첨단 후공정 기술을 리딩하며 국내 산업 생태계 기반을 더욱 견고히 다져나갈 계획”이라고 밝혔다.