'첨단 패키징' 역량 키우는 삼성 파운드리 생태계…2.5D 공정서 성과

가온칩스, 삼성 2.5D 패키징 활용해 샘플 제작…초여름 상용화 목표

삼성전자 디자인솔루션파트너(DSP) 기업 가온칩스가 최첨단 패키징 기술인 2.5D 기반 칩 샘플을 만들었다. 해당 샘플은 단일 주문형반도체(ASIC)와 4개의 고대역폭메모리(HBM)을 집적한 구조로 돼 있다. 

DSP는 삼성 파운드리와 팹리스 고객사를 이어주는 '가교' 역할을 담당한다. DSP 기업들이 최첨단 패키징 기술을 고도화하면, 삼성 파운드리도 고객사 저변을 확대할 수 있다. 

18일 가온칩스에 따르면 이 회사는 최근 2.5D 패키징을 활용한 고성능 인공지능(AI) 반도체 칩 샘플을 제작했다.

가온칩스가 삼성전자 파운드리 2.5D 공정 기술을 활용해 개발한 칩 샘플(사진=가온칩스)

2.5D 패키징은 반도체와 기판 사이에 '인터포저(Interposer)'라는 얇은 막을 삽입하는 기술이다. 기판만 사용하는 기존 패키징 대비 회로를 더 밀도있게 연결할 수 있어, 고성능컴퓨팅(HPC) 분야에서 수요가 증가하고 있다. 

2.5D 패키징은 삼성전자·SK하이닉스 등이 주도하는 HBM과 관련이 깊다. 현재 엔비디아·AMD·구글 등 빅테크 기업들은 시스템반도체와 HBM을 단일 패키지에 집적하기 위해 2.5D 패키징 기술을 활용하고 있다. 

가온칩스는 실리콘 인터포저 위에 단일 시스템반도체와 4개의 HBM을 집적해, 2.5D 패키징을 구현했다. 칩의 실제 작동성과 안정성 여부를 판별하기 위한 테스트 샘플(DCTV:Daisy Chain Test Vehicle) 제조에 성공했다.

가온칩스는 다음 단계 샘플도 만들고 있다. 오는 6~7월께 2.5D 패키징 상용화 준비를 마치는 것이 목표다.

가온칩스의 이번 성과는 삼성 파운드리 생태계 측면에서도 의미가 크다. 가온칩스는 삼성전자의 주요 DSP 기업 중 하나로, 삼성 파운드리와 팹리스 간 칩 개발과 양산을 돕는다. DSP 기업은 고객사의 고성능 반도체 양산을 수주하기 위해 최첨단 패키징 기술을 선제 확보해야 한다.

이번 2.5D 패키징 기술 개발도 삼성 파운드리와 협력으로 이뤄졌다. 현재 삼성전자는 '큐브(Cube)'라는 자체 브랜드명으로 2.5D 패키징 기술을 개발 중이다.

또 다른 삼성 DSP인 에이디테크놀로지, 세미파이브 등도 최첨단 패키징 역량 확보에 열중하고 있다. 

에이디테크놀로지는 2나노 공정과 Arm의 '네오버스(Neoverse) V3' 아키텍처를 결합하고, 2.5D 패키징을 지원하는 차세대 중앙처리장치(CPU) 플랫폼 'ADP 620'을 개발하고 있다. 세미파이브는 반도체를 수직 적층하는 '3D IC' 플랫폼을 개발 중이다.