켐트로닉스, 삼성전자향 '초대면적 AI 가속기 필수' 글라스 인터포저 양산 임박…테스트 돌입

차세대 첨단 패키징 개발 속도…'열 변형·비용 절감 효과'에 실리콘 대체재로 급부상

차세대 첨단 패키징 개발 속도…'열 변형·비용 절감 효과'에 실리콘 대체재로 급부상

ⓒ 켐트로닉스

[프라임경제] 삼성전자(005930)가 차세대 첨단 패키징(Advanced Packaging) 기술 경쟁력 강화를 위해 국내 소재·부품 기업 켐트로닉스(089010)로부터 글라스(유리) 인터포저 샘플을 공급받아 고객사 테스트 및 평가를 진행 중인 것으로 확인됐다.

대만 IT 전문 매체 디지타임스(DIGITIMES) 보도 및 반도체 소부장 업계에 따르면, 켐트로닉스는 최근 삼성전자에 자체 개발한 글라스 인터포저 샘플을 전달했다. 현재 삼성전자 측의 검증 및 평가 절차가 진행되고 있다. 

켐트로닉스는 평가 과정에서 발생하는 기술적 이슈와 추가 요구사항을 보완하는 작업을 이어가고 있는 것으로 알려졌다.

인터포저는 단일 패키지 내부에서 그래픽처리장치(GPU) 등 고성능 연산 반도체와 고대역폭메모리(HBM) 간을 미세 배선으로 연결해 대규모 데이터를 고속으로 전송할 수 있도록 돕는 중간 기판이다. 

현재 고성능 인공지능(AI) 가속기 및 반도체 패키징에는 실리콘(Silicon) 소재 인터포저가 주로 사용된다.

하지만 최근 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 칩이 고도화되면서 단일 패키지에 탑재되는 칩과 고대역폭메모리(HBM) 수가 급격히 늘어났고, 이에 따라 인터포저 면적 역시 대형화되는 추세다. 기존 실리콘 인터포저는 면적이 커질수록 웨이퍼 가공 및 제조비용 부담이 가파르게 증가한다는 한계가 있다.

반면 글라스는 열에 의한 변형(워피지 현상)이 적고 대면적 기판을 평탄하게 구현하기에 유리하다는 장점이 있다. 패키지 크기가 커지더라도 안정적인 물성을 유지할 수 있어 AI 반도체 대형화에 대응할 차세대 핵심 소재로 꼽힌다. 

삼성전자가 유리 인터포저 기술 개발과 평가에 적극 나서는 이유 역시 이러한 패키징 대형화 트렌드와 직결된다.

유리 인터포저 구현의 핵심 공정은 기판 상·하부를 관통해 전기적 신호 통로를 뚫는 '유리관통전극(TGV·Through Glass Via)' 기술이다. 유리에 미세 구멍을 균일하게 뚫고 구리 등 전도성 물질을 채워 양면을 전기적으로 연결하는 방식으로, 기존 실리콘 인터포저의 실리콘관통전극(TSV) 역할을 대체한다.

켐트로닉스는 기존에 축적해 온 정밀 유리 가공 및 TGV 기술력을 바탕으로 유리 인터포저를 개발해 이번 샘플 공급까지 도달했다. 아울러 기존 도금 방식 외에도 공정 수율과 특성을 개선하기 위한 새로운 금속 충진 기술도 병행 개발 중인 것으로 파악됐다.