SK하이닉스, 인텔과 2.5D 패키징 협력 추진…AI칩 공급망 변동 예고

자사 HBM 기반으로 인텔 EMIB 기술 평가…관련 소재·부품도 물색 중

SK하이닉스가 인텔과 최첨단 패키징 분야에서 협력 도모에 나서 주목된다. 현재 인텔로부터 2.5D 패키징 기술을 도입해 고대역폭메모리(HBM) 및 시스템반도체를 집적하는 테스트를 진행 중인 것으로 파악됐다.

2.5D 패키징 업계 선두주자인 대만 TSMC가 최근 극심한 공급난을 겪는 가운데, AI 가속기용 2.5D 패키징 공급망이 다변화될 수 있다는 기대가 나온다.

11일 업계에 따르면 SK하이닉스는 인텔과 2.5D 패키징 기술에 대한 연구개발(R&D)을 진행하고 있다.

SK하이닉스의 HBM4 제품(사진=SK하이닉스)

2.5D 패키징은 반도체와 기판 사이에 얇은 막 형태의 인터포저를 삽입해, 칩 성능을 향상시키는 기술이다. 대표적인 적용처로는 엔비디아·AMD 등 글로벌 빅테크가 개발하는 AI 가속기가 있다. AI 가속기는 GPU 등 각종 고성능 시스템반도체와 HBM을 2.5D 패키징으로 결합해 만들어진다.

현재 글로벌 빅테크의 2.5D 패키징 공급망은 대만 주요 파운드리인 TSMC가 사실상 독점하고 있다. SK하이닉스 역시 TSMC와 긴밀한 협력관계를 맺고, HBM 및 2.5D 패키징과 관련한 연구개발을 함께 진행해 왔다.

나아가 SK하이닉스는 인텔의 2.5D 패키징 기술인 '임베디드 멀티-다이 인터커넥트 브릿지(EMIB)' 도입을 검토하고 있다. 인텔로부터 EMIB 내장 기판을 공급받아 HBM 및 시스템반도체를 결합하는 테스트를 진행 중인 것으로 파악됐다.

사안에 정통한 관계자는 "아직은 초기 연구개발 단계이긴 하나, SK하이닉스가 인텔 EMIB로 2.5D 패키징을 구현하는 테스트를 적극적으로 진행하고 있다"며 "실제 양산 적용에 필요한 소재·부품 후보도 물색하고 있는 상황"이라고 밝혔다.

SK하이닉스와 인텔 간 협력 논의는 양사 간 이해관계가 잘 맞물려 있는 것으로 풀이된다.

TSMC의 2.5D 패키징 기술인 '칩-온-웨이퍼-온-서브스트레이트(CoWoS)'는 최근 AI 반도체 호황으로 극심한 공급난을 겪고 있다. 때문에 여러 빅테크 기업들은 인텔 EMIB를 CoWoS의 유망한 대체재로서 주목하고 있다.

SK하이닉스 입장에서도 인텔 EMIB에 대한 선제적인 연구개발이 필요하다. SK하이닉스가 2.5D 패키징을 직접 양산하지는 않지만, 2.5D 패키징의 구조 및 특성을 고려해 HBM을 개발하면 수율 및 안정성을 높이는 데 유리하기 때문이다. 실제로 SK하이닉스는 국내에 2.5D 패키징을 연구개발하기 위한 소규모 라인을 가동하고 있다.

또한 양사 협력을 통해 인텔은 자사 최첨단 패키징 사업을 크게 확장할 수 있을 것으로 기대된다. 인텔 EMIB는 넓게 펼쳐진 인터포저 대신 소형 실리콘 브릿지로 칩과 칩을 연결한다. 칩 간 연결이 필요한 부분에만 브릿지를 배치하면 되므로, 더 유연하고 효율적으로 칩을 배치할 수 있다.

반도체 업계 관계자는 "현재 인텔이 SK하이닉스와 주요 OSAT를 대상으로 EMIB 기술을 적극 프로모션하고 있다"며 "중장기적으로는 AI 가속기용 2.5D 패키징 공급망에 인텔 EMIB가 추가될 것으로 예상된다"고 설명했다.