글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 1위 업체인 대만 TSMC가 구글과 손잡고 3차원(3D) 패키징 기술을 이용한 비(非)메모리 반도체 양산에 나선다. 3D 기술은 회로 선폭을 줄이는 미세 나노 공정에 이어 삼성전자와 TSMC가 치열하게 기술 경쟁을 벌이는 분야다.
◇반도체 쌓아올려 성능·크기 개선
일본 니혼게이자이신문은 19일 “TSMC가 구글과 손잡고 이르면 오는 2022년에 3차원(3D) 패키징 기술을 이용해 시스템 반도체 양산을 시작할 계획”이라고 보도했다.
3D 패키징 기술은 반도체 후(後)공정에 속하는 기술로 반도체를 수직으로 쌓아올리는 적층(積層) 기술을 말한다. 반도체 성능을 끌어올리고, 칩 크기를 작게 만드는 데 필수 기술로 떠오르고 있다. 적층 기술은 삼성전자가 이미 메모리 반도체에서 상용화했지만 시스템 반도체는 아직 상용화되지 않았다. 시스템반도체 3D 기술은 일반적으로 메모리 분야에 비해 기술적 난이도가 높은 것으로 알려졌다.
외신에 따르면 TSMC는 대만 서북부 먀오리에 위치한 신공장에서 3D 패키징 기술의 상용화 연구를 진행하고 있다. 구글은 향후 TSMC와 공동 개발을 통해 3D 패키징으로 양산한 고성능 칩을 자율주행차에 탑재할 예정이다. 미국 반도체 업체 AMD도 TSMC와 3D 패키징 공동 개발을 추진하고 있는 것으로 알려졌다.
시스템 반도체는 현재 회로 선폭을 좁히는 미세 공정 기술 개발 경쟁이 한창이다. 하지만 TSMC가 최초로 5나노 반도체를 상용화하는 등 10나노 이하 초미세 공정 경쟁으로 확대되면서 미세공정의 기술적 한계가 드러나고 있다. 이때문에 반도체를 위로 쌓는 3D 기술이 새로 각광받고 있다. 대만경제연구원은 “삼성전자, TSMC 등 세계 반도체 제조 업체에 있어 3D 패키징이 새로운 전쟁터가 될 것”이라고 전망했다.
◇삼성 세계 최초 3D 패키징 개발…양산 시점은 미정
삼성전자도 지난 8월 7나노 EUV(극자외선) 공정으로 만든 시스템 반도체 칩을 여러 차례 쌓아올려 하나의 반도체로 만드는 패키징 기술을 업계 최초로 개발했다. 삼성은 시스템반도체 3D 패키징 기술은 개발했지만 아직 양산 시점은 밝히지 않은 상태다.