삼성전자는 1일 세계 최초로 16개의 메모리 반도체를 1개의 패키지로 묶은 16단 다중칩(MCP, Multi Chip Package)을 개발했다고 밝혔다.
16단 MCP는 현재 양산 중인 최대용량 메모리 8기가비트 낸드 플래시 16개를 적층해 반도체 칩 1개로 만드는 기술로, 1개의 반도체에 무려 16기가바이트(128기가비트)의 정보를 담을 수 있는 세계 최초의 최첨단 기술이다.
삼성전자는 지난 2003년 6단 MCP, 2004년 8단, 2005년 10단에 이어 올해 16단 MCP를 선보이는 등 그동안 세계 반도체업체들의 패키지 기술 혁신을 주도해 왔으며, 특히 16단 MCP는 작년 개발한 10단 MCP보다 크기가 30% 이상 줄어들었다는 측면에서 큰 성과라고 회사측은 설명했다.
삼성전자 관계자는 "16단 MCP 개발로 다중칩 패키지 기술 부문에서 8단 적층 수준에서 머물고 있는 경쟁 업계에 비해 약 2년 정도 앞선 기술을 보유하게 됐다"며 "이에 따라 차세대 패키지 분야의 리더십도 한층 강화할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
삼성전자는 올해 들어 신개념 CTF (Charge Trap Flash) 기술을 적용한 40나노 32기가 낸드 플래시, 50나노 1기 D램을 세계 최초로 개발한 데 이어 또 다시 패키지 기술 분야에서 세계 최초의 기술을 개발했다.
이번 16단 MCP에는 ▲웨이퍼를 한층 얇게 가공하는 기술 ▲칩 절단(Sawing) 기술 ▲웨이퍼 재배선 및 와이어 본딩 기술 등 기존의 기술을 뛰어 넘는 최첨단 기술이 다양하게 적용됐다고 삼성전자는 밝혔다.
삼성전자가 세계 최초로 개발에 성공한 16단 다중칩 ⓒ 삼성전자
삼성전자가 세계 최초로 개발에 성공한 16단 다중칩 ⓒ 삼성전자
삼성전자는 이번에 선보인 30㎛ 웨이퍼 박막화 가공 기술의 경우 작은 패키지 안에 많은 칩을 적층하기 위해서는 칩 두께를 얇게 가공해야 하는데, 이번 16단 MCP는 각 칩의 두께가 가공 전 웨이퍼 두께(700㎛ : 0.7mm)의 1/25, 10단 MCP 웨이퍼 두께(45㎛)의 65% 수준인 30㎛까지 얇게 가공하도록 했다며, 사람 머리카락 굵기가 100㎛, 사람 몸을 이루고 있는 세포 크기가 대부분 20~30㎛ 정도 임을 감안하면 웨이퍼 두께가 얼마나 얇은지 짐작 할 수 있을 정도의 첨단기술이라고 설명했다.
삼성전자는 또 레이저(Laser)를 이용한 칩 절단(Sawing) 기술 역시 기존의 '블레이드(Blade) 절단방식(웨이퍼 절단용 칼을 사용한 칩 절단방식)' 으로 80㎛ 이하로 가공된 웨이퍼에 적용할 때에는 칩 절단 과정에서 칩이 깨지는 등 문제가 발생할 가능성이 있었으나 이번에는 레이저(Laser)를 활용한 칩 절단기술을 적용함으로써 30㎛ 정도로 아주 얇게 가공된 웨이퍼에서 칩을 아무 문제없이 절단할 수 있게 됐다고 밝혔다.
또 웨이퍼 재배선 및 와이어 본딩(Wire Bonding) 기술 역시 동일 크기의 칩 적층 때 칩 양쪽에서 와이어 본딩(배선연결)하던 기존 방식 대신 '웨이퍼 레벨 재배선' 기술을 적용해 칩 한쪽에서만 와이어 본딩을 하고 지그재그 형태로 칩을 적층함으로써 칩간 접착부의 높이를 기존 60㎛에서 20㎛ 이하로 낮춤에 따라 기존의 10단 MCP (두께: 1.6mm)보다 더 얇은 패키지(1.4mm) 에 16개의 칩을 적층할 수 있게 됐다는 것이 삼성전자의 설명이다.
삼성전자는 “휴대폰을 중심으로 모바일 디지털 기기가 한층 소형화되고 기능이 다양화됨에 따라, 각 제품의 메모리 탑재 용량 증가와 동시에 여러 가지 메모리 반도체를 하나의 패키지에 묶어 기능을 다양화 시킨 MCP의 수요도 점차 확대되고 있는 추세”라며 “D램, 플래시, S램, Ut램 등 메모리 전 분야에 걸친 제품 기술력 및 패키지 기술력을 확보하고 있으며, 이번 16단 MCP 개발을 통해 이 시장에서 영향력은 더욱 확대될 것으로 전망된다”고 밝혔다.
삼성전자는 “삼성전자의 반도체 부문 기술력은 반도체소자 분야(CTF, RCAT 등) 및 나노기술 분야(40나노 32기가 낸드, 50나노 D램) 뿐만 아니라, 후공정 분야의 핵심기술인 패키지 기술 분야에 이르기 까지 반도체 전 분야를 아우르고 있다”며 “이를 바탕으로 삼성전자는 지속적으로 업계를 주도해 나갈 발판을 마련한 것으로 분석되며, 업계 보다 한발 앞선 신기술 개발로 신규시장에 진입하고, 더 나아가 세계 주요 정보기술(IT) 업체들과의 협력을 통해 새로운 시장을 창출하는 '시장 창조기업(Market Creator)'으로서의 역할을 계속 이어 나갈 전망”이라고 강조했다.
삼성전자는 MCP를 구성하는 메모리 토털 솔루션을 보유한 유일한 업체로서 지난 2004년 처음으로 MCP 시장에서 1위에 올랐으며, 올해도 35% 이상의 점유율로 3년 연속 세계 1위 수성이 유력시되고 있다.
