네패스 "2.5D 첨단 패키징으로 AI 반도체 시장 공략"

[소부장반디배] ⑨ 비메모리 첨단 패키징 리더 기업...내년 PoP 본격 양산

지디넷코리아가 한국경제의 든든한 버팀목인 소·부·장(소재·부품·장비), 반도체·디스플레이, 배터리 등 핵심 기반 산업을 이끄는 [소부장반디배] 기업 탐방 시리즈를 새롭게 시작합니다. 유망 기업들의 정확하고 깊이 있는 정보를 전달해 드리겠습니다. [편집자주]

“2.5D 패키징 기술로 AI 반도체 시장을 겨냥할 계획입니다. 내년 차세대 패키징 기술인 PoP(Package on Package) 본격 양산을 통해 AI 반도체 시장에서 경쟁력을 확보하게 될 것으로 기대됩니다.”

네패스 오창 사업장에서 만난 김종헌 네패스 반도체부문 최고기술책임자(CTO) 부사장은 패키징 기술 리더십에 대한 강한 자신감을 보였다. 올해 스마트폰 시장 회복과 AI 반도체 시장 성장에 힘입어 네패스는 기존 물량 회복과 신시장 확대에 대한 기대감이 커지고 있다.

김종헌 네패스 반도체부문 최고기술책임자(CTO) 부사장 (사진=지디넷코리아)

1990년 설립된 네패스는 시스템반도체 패키징과 전자재료 사업에 주력하는 업체다. 

국내 대다수 후공정(OSAT) 업체들이 메모리 패키징 사업에 집중하는 것과 달리 네패스는 비메모리 후공정에 주력하며 차별화를 이뤘다. 네패스는 2000년 WLP(웨이퍼 레벨 패키징) 양산 이후, 국내 최초로 FO-WLP(팬아웃-웨이퍼 레벨 패키징) 양산 기술을 먼저 확보하며 경쟁력을 입증했다. 현재 네패스 매출에서 글로벌 1위 스마트폰용 PMIC(전력관리반도체)가 큰 비중을 차지한다.

김 부사장은 “네패스는 규모로 경쟁하기 보다는 첨단 패키징에 특화하자는 전략을 세웠다”며 “예전에는 전공정(프론트엔드) 다음에 단순 어셈블리 패키지를 후공정(백엔드)라고 했지만, 네패스는 전공정 기술에 해당하는 범핑과 WLP, FOWLP 기술로 패키징을 하는 어드밴스드 패키징 파운드리 컴퍼니(Advanced packaging foundry company)를 지향하고 있다”고 설명했다.

김종헌 부사장은 27년간 경력을 쌓아온 반도체 패키징 전문가다. 그는 LG반도체, 현대전자(현, SK하이닉스)를 거쳐 네패스에서만 24년을 근무하며 첨단 패키징 기술 개발의 선도적인 역할을 해왔다.

■ RDL 인터포저 기반 AI 반도체용 2.5D 패키징 개발 추진

2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 인터포저 위에 반도체 다이(Die)를 수평 매칭하는 방식으로 여러 반도체를 하나의 패키지로 집적하는 기술이다. AI 반도체와 HBM을 하나의 패키지로 집적하는 데 주로 사용된다.

김종헌 부사장은 “네패스가 추진 중인 2.5D 패키지 기술은 두 가지 부분에서 성과가 나오고 있다”며, “현재 AI 반도체 국내외 고객들과 개발을 추진 중이며 대형 국책과제도 진행 중이다”고 전했다.

실제로 네패스는 지난 6월 미국 덴버에서 열린 ‘제74회 전자부품기술학회(ECTC)’에서 세계 최초로 개발한 8 레이어 RDL 인터포저 기술을 처음으로 공개됐다. 지금까지 업계에서 6레이어 RDL 기술은 사용돼 왔지만, 8레이어를 구현한 것은 네패스가 처음이다.

김 부사장은 “인터포저는 2.5D 패키징의 핵심 부품으로, 8레이더 RDL 구현은 고객에게 선택권을 더 다양하게 줄 수 있다는 점에서 의미가 있다”며 “실리콘 브릿지 기술을 적용하면 8레이어를 4대 1로 줄일 수 있어서 원가절감 측면에서 도움이 된다”고 설명했다. 네패스는 고가의 실리콘(Si) 인터포저 대신 팬아웃 공정을 활용한 재배선(RDL) 기술을 인터포저에 적용하면서 소형화와 가격 경쟁력을 확보할 것으로 기대한다.

표=지디넷코리아

■ 2.5D 기술과 첨단 PoP 플랫폼으로 신시장 공략

네패스가 새롭게 추진하는 또 다른 분야는 팬아웃 기술 기반의 PoP(Package on Package)이다. 김 부사장은 “네패스는 현재 개발 중인 2.5D 기술의 확장 플랫폼으로 첨단 PoP의 상용화를 추진 중이다.”고 말했다. 그 일환으로 네패스는 자율주행차용 라이다(LiDAR)와 헬스케어 시장도 공략한다. 김 부사장은 “현재 라이다 센서 제조업체와 PoP 품질 인증 중이고, 미국의 보청기, 엑스레이용 센서 업체와도 PoP 개발 공급을 긍정적으로 논의하고 있다”고 밝혔다.

또한 네패스는 스마트폰 애플리케이션 프로세서(AP) 시장에서 PoP 공급에 공격적으로 나설 예정이다. 연간 13~14억대의 출하량을 기록하는 스마트폰 시장은 규모가 큰 만큼 매출 측면에서 기대감도 크다.

FO-WLP(팬아웃- 웨이퍼레벨패키지) 샘플 (사진=네패스)

PoP 구조는 패키지 안에 여러 종류의 칩을 적층해서 모듈처럼 만들 수 있는 것이 장점이다. 이런 특징 때문에 아이폰의 AP에 적용됐다. TSMC는 PoP 구조를 FO-WLP(팬아웃- 웨이퍼레벨패키지)’ 공법으로 개발해, 2015년 ‘인포(Integrated FO)-WLP’라는 자체 브랜드로 상용화했다. 애플이 TSMC에만 AP 제조를 전적으로 맡기는 이유 중 하나도 FO-WLP의 중요성 때문이다.

삼성전자도 갤럭시S24에 탑재된 ‘엑시노스 2400’ AP에 FO-WLP를 도입하면서 패키징 방식에 변화를 줬다. FO-WLP은 플래그십용 AP에 적용된 데 이어 향후 미들레인지, 엔트리 AP로 확대될 것으로 예상되기에, 네패스에 새로운 기회가 될 것으로 보인다.

■ 기존 고객 물량 회복, 차세대 동력 확보…내년 실적 반등 원년 될 것

증권가에서는 네패스가 긴 터널을 지나 내년 실적 반등의 원년이 될 것이라고 전망한다. 실제로 네패스의 상반기 개별 영업실적은 전년 동기대비 흑자전환한 125억원을 기록하며 꾸준히 회복세를 보인다.

네패스는 앞서 언급한 고객사 외에도 미국 전력 반도체 전문 팹리스사로부터 AI 서버용 저전력 PMIC 패키징을 수주하면서 최근 양산을 시작했고, 내년에는 물량이 더 늘어날 것으로 전망한다. 네패스는 AI용 PMIC 양산 라인을 8인치는 올해 월 2만장까지, 12인치는 내년 1만 5천장까지 늘려나갈 계획이다.

김 부사장은 “올해 스마트폰 시장이 서서히 회복세를 보이고 있고, AI의 성장으로 반도체 시장이 좋아지고 있는 분위기”라며 “신규 고객사의 물량이 본격적으로 늘어나면 내년 실적에 긍정적인 영향을 미칠 것”이라고 말했다.