SK하이닉스 "하이브리드 본딩 등 차세대 패키징 기술 주목…16단 HBM 적용 검토"

[파이낸셜뉴스] 이규제 SK하이닉스 PKG제품개발 담당 부사장은 5일 "표준 규격에 따라 제품 두께는 유지하면서도 성능과 용량을 높이기 위한 칩 고단 적층의 방편으로 최근 하이브리드 본딩 등 차세대 패키징 기술이 주목받고 있다"고 밝혔다.

이 부사장은 이날 SK하이닉스 뉴스룸과 인터뷰에서 하이브리드 본딩 기술과 관련 "위 아래 칩간 간격이 좁아져 생기는 발열 문제는 여전히 해결해야 할 과제이지만, 점점 더 다양해지는 고객의 성능 요구를 충족시킬 솔루션으로 기대를 모으고 있다"며 이 같이 언급했다.

하이브리드 본딩은 칩을 적층할 때, 칩과 칩 사이에 범프를 형성하지 않고 직접 접합시키는 기술이다.

이를 통해 칩 전체 두께가 얇아져 고단 적층이 가능해진다. 16단 이상의 고대역폭메모리(HBM) 제품에서 필요성이 대두되는 가운데 SK하이닉스는 어드밴스드 매스 리플로우 몰디드 언더필(MR-MUF)과 하이브리드 본딩 방식을 모두 검토하고 있다.

SK하이닉스는 2013년 세계 최초로 개발한 1세대 HBM 제품에 실리콘관통전극(TSV) 기술을 적용했다. TSV는 여러 개의 D램 칩에 수천개의 구멍을 뚫고 이를 수직 관통 전극으로 연결해 HBM의 초고속 성능을 구현해 주는 핵심 기술이다.

TSV는 이미 20여년 전부터 기존 메모리의 성능 한계를 극복해 줄 차세대 기술로 주목받았다. 하지만 곧바로 상업화된 기술로 부상하지는 못했다. 인프라 구축의 어려움과 투자비 회수 불확실성 등 난제로 누구도 선뜻 개발에 나서지 못했기 때문이다.

이 부사장은 “SK하이닉스도 처음에는 망설이는 회사들 중 하나였다. 하지만 우리는 미래 시장에 대비하기 위해서는 고성능과 고용량을 동시에 구현할 수 있는 TSV 기술과 적층을 포함한 웨이퍼레벨패키지(WLP) 기술을 동시에 확보해야 한다고 판단하고, 2000년대 초반부터 적극적인 연구에 들어갔다"고 전했다.

SK하이닉스는 HBM 시장 선두가 된 일등공신으로 MR-MUF 기술을 한 번 더 고도화한 ‘어드밴스드 MR-MUF'를 꼽았다.

이 부사장은 "12단 HBM3부터는 기존보다 칩의 적층을 늘렸기 때문에 방열 성능을 더욱 강화해야 했다"며 "특히 기존 MR-MUF 방식으로는 12단 HBM3의 더 얇아진 칩들이 휘어지는 현상 등을 다루기 쉽지 않았다. 이러한 한계를 극복하기 위해 회사는 기존의 MR-MUF 기술을 개선한 어드밴스드 MR-MUF 기술을 개발했다"고 말했다.

그는 "이를 통해 지난해 세계 최초로 12단 HBM3 개발 및 양산에 성공했으며, 이어 올해 3월 세계 최고 성능의 HBM3E를 양산하게 됐다.

이 기술은 하반기부터 AI 빅테크 기업들에 공급될 12단 HBM3E에도 적용되고 있으며, 이후 활용 범위가 더 넓어지면서 SK하이닉스의 HBM 1등 기술력을 더 공고히 하는 데 힘이 될 것"이라고 했다.

이 부사장은 "얼마 전 MR-MUF가 고단 적층은 구현하기 어렵다는 소문이 업계에 돌았던 적이 있다"며 "이 때문에 우리는 MR-MUF가 고단 적층에도 최적의 기술이라는 사실을 고객과 소통하는 데 힘을 쏟았고, 그 결과 이는 고객의 신뢰를 재확인하는 계기가 되기도 했다"고 전했다.

그는 "SK하이닉스도 방열 성능이 우수한 기존 어드밴스드 MR-MUF를 지속적으로 고도화하는 한편, 새로운 기술들을 확보해 나갈 계획"이라고 강조했다.

[e-mail] 장민권 기자