"IoT·자율차 시대 어드밴스드패키징은 필수"

쿨리케앤소파(K&S) 알렉스 니스 부서장 인터뷰

"지난 20년 동안 반도체 업계를 지배해왔던 '무어의 법칙'을 통한 생산성 향상이 더 이상 어려워지면서 이를 극복하기 위해 생각해낸 것 중 하나가 어드밴스드패키징이다. 소형화되는 사물인터넷(IoT) 기기에는 비용 효율적인 어드밴스드패키징이 필수적이고, 차세대 자동차에도 더 많은 전자부품과 센서를 탑재하기 위한 유일한 방법은 어드밴스드패키징 밖에 없다."

미국 반도체 장비업체 쿨리케앤소파(K&S)의 알렉스 니스 어드밴스드 패키징 부문 부서장은 8일 서울 삼성동 코엑스에서 열리는 ‘세미콘코리아 2017’ 현장에서 지디넷코리아와 만나 어드밴스드패키징의 중요성을 이같이 설명했다.

지난해 창립 65주년을 맞은 K&S는 와이어본더 분야 업계 1위로 업체로 50% 이상의 시장 점유율을 확보하고 있으며, 최근에는 어드밴스드패키징 분야로 영역을 확대하고 있다. 지난해 매출은 6억2천719만달러다.

무어의 법칙은 쉽게 말해 반도체 성능이 2년 마다 두 배씩 늘어나는 것을 말한다. 하지만 미세공정의 한계로 무어의 법칙이 사실상 폐기되면서 업계가 내놓은 대안 중 하나가 어드밴스드패키징이다. 칩 다이의 구성을 최적화해 면적을 줄이거나 성능을 높일 수 있는 기술로 수평이 아닌 수직 형태로 셀을 적층하는 방식이 대표적이다. 또 실리콘관통전극(TSV), 팬아웃웨이퍼레벨패키징(FOWLP), 시스템인패키지(SiP), 멀티칩모듈(MCM), 플립칩 등 기술을 들 수 있다.

국내에서는 와이어본딩과 어드밴스드패키징 분야에서 많은 국내 고객사들과 협력하고 있다. 삼성전자나 SK하이닉스 같은 칩 제조사 뿐만 아니라 엠코 같은 패키징 전문 회사들도 K&S의 어드밴스드패키징 관련 장비를 많이 도입하고 있다.

쿨리케앤소파(K&S)의 알렉스 니스 어드밴스드 패키징 부문 부서장 (사진=쿨리케앤소파)

알렉스 니스 부서장은 "어드밴스드패키징을 통해 여러 다이를 하나의 패키지로 융합할 수 있고, 여러 기반 기술이 하나의 패키지에 들어갈 수 있기 때문에 굉장히 비용 효율적일 뿐만 아니라 공정 단계를 간소화 할 수 있는 것이 장점"이라면서 "특히 IoT 시대에는 모바일 시대보다 훨씬 더 많은 기기가 사용되는 만큼 비용이 굉장히 중요한 요소이기 때문에 어드밴스드패키징이 굉장히 유용하게 활용될 수 있다"고 강조했다.

10나노 이하의 미세공정 한계 돌파를 위한 도전 과제로 극자외선 노광장비(EUV) 도입의 필요성이 강조되고 있지만 기술 개발에 어려움이 있어 상용화가 늦어지고 있는 상태다. 업계에서는 EUV에 대안으로 어드밴스드패키징을 비교하는 경우도 있다.

이에 대해 찬핀총 쿨리케앤소파 부사장은 "속도나 성능이 더욱 중요한 슈퍼컴퓨팅이나 클라우드 분야에는 EUV가 적합하겠지만 만약 애플워치 같은 기기에 EUV가 적용된다면 시계 하나를 1만달러에 팔아야할지도 모른다"면서 "두 기술로 직접적으로 비교하는 것은 적절치 않고 칩이 탑재되는 최종 기기에 따라 비용이 중요한 IoT 분야에는 어드밴스드 패키징이 적용될 수 있고 성능이 강조되는 컴퓨팅 분야에는 EUV가 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

쿨리케앤소파가 세미콘코리아 2017에서 주력 제품으로 소개하고 있는 하이브리드(Hybrid) 장비 (사진=쿨리케앤소파)

이와 함께 커넥티드카, 전기자동차, 자율주행차 등 차세대 자동차용 반도체 시장도 어드밴스드패키징의 주요한 수요처로 꼽힌다.

니스 부서장은 "자동차에 전자 부품들이 더 많이 추가되면서 하이엔드 자동차 같은 경우 100개 이상의 PCB 보드가 들어가기도 하고 점점 더 많은 센서가 장착되기 때문에 어드밴스드 패키징이 중요한 역할을 하게 될 것"이라면서 "특히 자율주행차 같은 경우 안전을 위해 항상 연결된 상태를 유지해야하기 때문에 유일한 방법은 어드밴스드패키징을 통해 더 많은 부품을 적용하는 수밖에 없다"고 강조했다.

그는 "특히 어드밴스드 패키징이 필수적으로 필요한 부분은 레이더"라면서 "레이더는 77Ghz 대역 주파수를 사용하기 때문에 일반 PCB로는 불가능해 팬아웃웨이퍼레벨패키징을 활용해야 하기 때문에 어드밴스드패키징이 중요한 요소가 될 수 있다"고 말했다.

쿨리케앤소파는 전기차에 탑재되는 배터리팩 내 배터리를 와이어로 본딩하는 장비도 개발하고 있다. 현재 전 세계 여러 전기차 업체에 배터리 와이어 본더를 공급하고 있으며 지난해에는 테슬라가 10곳의 주요 고객사 순위에 이름을 올리기도 했다.

찬 부사장은 “2014~2015년까지만 해도 배터리용 와이어 본더를 요청하는 고객사는 없었는데 지난해부터 배터리를 연료로 하는 자동차 제조사가 고객 리스트에 올라오기 시작했다”며 “세계적으로 친환경 전기차 수요가 늘어나고 있고 탑재되는 배터리 용량도 지난 2년 간 4배 이상 증가했다”고 말했다.

이어 “배터리용 와이어 본더는 배터리 셀 자체에 더 많은 에너지를 집어넣을 수 있도록 와이어 종류를 다양화하는 등 전기차의 출력을 높이기 위한 기술 개발을 진행 중에 있다”고 전했다.