이규제 SK하이닉스 부사장 "차세대 패키징으로 HBM 1등 이어간다"

어드밴스드 MR-MUF, 하이브리드 본딩 기술에 주력

SK하이닉스가 차세대 패키징 기술로 HBM 1등을 이어간다는 목표를 밝혔다.

이규제 PKG제품개발 담당 부사장은 SK하이닉스의 뉴스룸 인터뷰를 통해 "자사의 HBM(고대역폭메모리)이 전 세계 1등 리더십을 구축한 배경은 TSV(실리콘 관통전극), MR-MUF 등 주요 첨단 패키징 기술을 준비해온 혜안이 있었다"라며 "지속해서 새로운 기술들을 확보해 나갈 계획이다"고 전했다.

이규제 SK하이닉스 PKG제품개발 담당 부사장(사진=SK하이닉스)

이 부사장은 HBM 개발 공적으로 지난 6월 회사의 HBM 핵심 기술진과 함께 SK그룹 최고 영예인 ‘2024 SUPEX추구대상’을 수상한 인물이다.

SK하이닉스는 2013년 세계 최초로 개발한 1세대 HBM 제품에 TSV 기술을 적용했다. TSV는 이미 20여 년 전부터 기존 메모리의 성능 한계를 극복해 줄 차세대 기술로 주목받았지만, 곧바로 상업화된 기술로 부상하지는 못했다. 인프라 구축의 어려움과 투자비 회수 불확실성 등 난제로 누구도 선뜻 개발에 나서지 못했기 때문이다.

TSV는 여러 개의 D램 칩에 수천 개의 구멍을 뚫고 이를 수직 관통 전극으로 연결해 HBM의 초고속 성능을 구현해 주는 핵심 기술이다.

이 부사장은 "SK하이닉스도 처음에는 망설이는 회사들 중 하나였지만, 미래 시장에 대비하기 위해서는 고성능과 고용량을 동시에 구현할 수 있는 TSV 기술과 적층(Stacking)을 포함한 WLP(웨이퍼 레벨 패키지) 기술을 동시에 확보해야 한다고 판단하고, 2000년대 초반부터 적극적인 연구에 들어갔다"고 말했다.

SK하이닉스가 처음으로 HBM 시대를 열긴 했지만, 본격적으로 시장이 열리고 회사가 주도권을 잡게 된 시점은 3세대 제품인 HBM2E 개발에 성공한 2019년부터다.

이 부사장은 "당시 신속한 고객 대응을 위해 유관 부서의 리더들이 빠르게 기술 관련 데이터와 시뮬레이션 결과를 분석해 MR-MUF의 안정성을 검증해 냈고, 경영진과 고객을 설득해 적기에 이 기술을 3세대 HBM2E에 적용할 수 있었다"고 전했다.

SK하이닉스 HBM 패키징 로드맵(사진=SK하이닉스)

MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 공간 사이에 액체 형태의 보호재를 주입하고, 굳히는 공정이다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고, 열 방출에도 효과적이라는 평가를 받는다.

SK하이닉스는 HBM2E를 시작으로 지난해 4세대 12단 HBM3와 5세대 HBM3E 개발에 연이어 성공했다. 성공의 1등 공신은 MR-MUF 기술을 한 번 더 고도화한 '어드밴스드(Advanced) MR-MUF'라고 이 부사장과 기술진은 첫손에 꼽는다.

이 부사장은  "12단 HBM3부터는 기존보다 칩의 적층을 늘렸기 때문에, 방열 성능을 더욱 강화해야 했다"라며 "어드밴스드 MR-MUF 기술을 개발을 통해 지난해 세계 최초로 12단 HBM3 개발 및 양산에 성공했으며, 이어 올해 3월 세계 최고 성능의 HBM3E를 양산했다. 이 기술은 하반기부터 AI 빅테크 기업들에 공급될 12단 HBM3E에도 적용되고 있다"고 말했다.

이어서 그는 "표준 규격에 따라 제품 두께는 유지하면서도 성능과 용량을 높이기 위한 칩 고단 적층의 방편으로 최근 하이브리드 본딩 등 차세대 패키징 기술이 주목받고 있다"라며 "SK하이닉스도 방열 성능이 우수한 기존 어드밴스드 MR-MUF를 지속적으로 고도화하는 한편, 새로운 기술들을 확보해 나갈 계획이다" 밝혔다.