반도체 기술 탐구: OSAT과 패키징 - 3

9. 삼성전자의 전략: Fan Out & TSV

 

9.1. Fan Out과 TSV

 

F/O 또는 TSV는 전공정이 완성된 반도체 칩에 추가적으로 고성능, 고용량, 저전력화를 더할 수 있다. TSV가 궁극적인 기술로 예상되며, F/O은 TSV 기술이 완성되기 전 최상위 후공정 기술로 평가된다. 

 

TSV 양산이 본격화되면 F/O은 차상위 기술로 포지션될 전망이다.

 

 

TSV가 본격화되기 전 비메모리 시장에서는 후공정 기술로 F/O을 요구하고 있다. TSV 대비 공정 난이도가 낮기 때문이다.

 

F/O을 구현하는데 TSMC와 삼성전자는 다른 방법을 선택했다. TSMC가 WLP(Wafer Level Package) F/O으로, 삼성전자는 PLP(Panel Level Package) F/O으로 개발을 시도했다. 그리고 TSMC가 WLP F/O 양산화에 먼저 성공했고, 애플의 A 시리즈 칩을 독점 수주할 수 있었다.

 

 

WLP F/O와 PLP F/O은 접근 방법이 다를 뿐 최종 목적은 동일하다. 고객이 요구한 성능을 맞춰준다면, 고객 입장에서 WLP와 PLP를 구분할 필요는 없다. WLP와 PLP는 Foundry 업체들이 선택할 문제이다.

 

WLP F/O은 일반적인 반도체 전공정에서 활용하는 기술을 유사하게 도입하기 때문에 공정의 개발속도가 빠를 수 있다. PLP F/O은 원형인 Wafer 위에서 적용하는 기존 반도체 공정과 다르게, 직사각형인 Panel 위에서 적용하기 때문에 새로운 접근이 필요하다. 이에 공정 개발 완성 시점이 다소 늦어질 수 있는 불리함이 있다.

 

반면 PLP F/O은 기술을 완성했을 경우, 면적 손실 없이 대량으로 생산할 수 있기 때문에 Foundry 업체 이익에 유리할 수 있다. 

 

 

삼성전자는 초기 PLP 개발 과정에서 고객 선점 기회를 놓쳤고, 작년부터 삼성전기로부터 PLP F/O 사업부를 가져왔다. 삼성전자가 F/O 양산 기술을 완성하는 시점에 TSMC와 대등한 기회를 고객들에게 제공받을 수 있다. 

 

최근 삼성전자는 3차원 적층 패키지 기술인 X-cube를 적용한 테스트칩 생산에 성공했다. 로직과 SRAM을 단독으로 제작 후 TSV 기술로 적층한 것이다. 데이터 처리 속도를 증가시켜 슈퍼컴퓨터, 인공지능, 5G 등 고성능 시스템 반도체를 요구하는 분야는 물론 스마트폰과 웨어러블 기기의 경쟁력을 높일 수 있는 핵심 기술로 활용될 전망이다.

 

 

다만, 이미 전공정이 완성되어 비용 처리가 완료되었고, 당장 판매할 수 있는 반도체 칩들에 대해 추가적인 공정을 진행하는 것이기 때문에, 완성도 높은 TSV 수율 확보가 반드시 필요하다. TSV가 궁극적인 후공정 기술로 오랜 기간 평가받아 왔지만 아직 본격적으로 양산되지 못하고 있는 이유다.

 

TSV 공정은 궁극적으로 비메모리, 메모리 구분 없이 적층하는 방식으로 적용할 전망이어서, 종합 반도체 업체에게 유리하다. 메모리와 비메모리를 대규모 양산하는 업체는 전세계에 삼성전자가 유일하다. 

 

TSV의 기술 진입장벽이 높은 만큼, 삼성전자가 TSMC 대비 TSV양산을 선점할 경우 Foundry 시장에서 M/S를 크게 상승시킬 수 있는 기회가 될 전망이다.

 

 

출처: 신한금융투자, 삼성전자

 

 

뜨리스땅

 

 

https://tristanchoi.tistory.com/276

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