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삼성전기, 베트남 2조 투자해 '반도체 기판' 증설
FC-BGA?
FC-BGA(Flip Chip Ball Grid Array)는 반도체 칩을 기판 위에 뒤집어서(Flip Chip) 직접 연결하고, 그 기판 아래에는 작은 솔더볼(BGA, Ball Grid Array)을 배열해 외부와 연결하는 고성능 패키징 방식이다.
기존처럼 와이어로 연결하는 방식이 아니라 칩의 전극을 바로 기판과 붙이기 때문에 전기적 경로가 짧아지고, 신호 전달 속도와 전력 효율이 좋아진다.
그래서 CPU, GPU, AI 칩처럼 데이터 처리량이 크고 발열이 많은 고성능 반도체에 주로 사용된다.
구조적으로 보면, 칩 위쪽이 아니라 아래쪽에 미세한 범프(납볼)를 형성한 뒤 이를 기판과 직접 접합하고, 그 아래 기판에는 다시 더 큰 솔더볼이 배열되어 메인보드와 연결된다. 이 방식은 입출력(I/O) 수를 크게 늘릴 수 있어서 고집적·고성능 설계에 유리하며, 열 방출에도 상대적으로 강하다. 다만 공정 난이도가 높고 기판(서브스트레이트)의 정밀도가 매우 중요해서, FC-BGA용 기판 산업도 따로 크게 성장하고 있다.
결국 FC-BGA는 단순한 포장이 아니라, 반도체 성능을 좌우하는 핵심 기술 중 하나로 볼 수 있고, 특히 AI·서버용 반도체 시장이 커지면서 그 중요성이 계속 올라가는 패키징 기술이다.
'AI발 낸드 훈풍'…SK하닉 솔리다임, 미국 R&D 거점 투자 속도
낸드?
데이터를 저장하는 비휘발성 메모리(전원 꺼져도 데이터 유지)의 한 종류로, 우리가 흔히 쓰는 SSD, USB, 스마트폰 저장공간의 핵심이다.
구조적으로는 트랜지스터들이 직렬로 연결된 형태(NAND 구조)를 가지는데, 이 덕분에 같은 면적에 더 많은 데이터를 집어넣을 수 있어 고용량·저비용 저장에 유리하다.
대신 DRAM처럼 빠르게 읽고 쓰는 메모리보다 속도는 느리지만, 데이터를 계속 유지해야 하는 저장장치에는 훨씬 적합하다.
반도체 전체 관점에서 보면, 낸드는 CPU나 GPU가 계산한 결과를 저장하는 역할을 한다. 예를 들어 DRAM은 “작업 중인 데이터 임시 저장소”라면, 낸드는 “파일, 프로그램, 영상 등을 장기간 보관하는 저장소”다. 그래서 SSD 같은 제품에서는 낸드가 핵심이고, 요즘은 3D NAND처럼 수직으로 쌓아 올려 저장 밀도를 극단적으로 높이는 기술이 계속 발전 중이다.
어플라이드, 첨단 반도체 공정 위한 차세대 증착 장비 공급
Applied Materials는 이러한 공정을 구현하는 ALD, PECVD 같은 증착 장비를 반도체 제조사에 공급하는 대표적인 장비 기업이다.
반도체 공정은 결국 장비 성능에 크게 좌우되기 때문에, 얼마나 정밀하게 박막을 형성할 수 있는지가 곧 수율과 직결된다.
두 번째로 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, Plasma 이용해서 박막 형성하는 장비, 일반 CVD보다 낮은 온도 가능)의 선택적 증착 기술은 필요한 부분에만 질화막 같은 절연층을 형성하는 것이 핵심이다.
증착은 칩 위에 절연막, 금속, 반도체층 요런걸 한겹씩 쌓는거임, 기존에는 전체 표면에 막이 형성되는 경우가 많았지만, 선택적 증착을 활용하면 특정 영역에만 정확하게 코팅할 수 있어 불필요한 절연층 형성을 막고, 그로 인해 발생할 수 있는 누설 전류를 줄일 수 있다.
이는 회로 간 간섭을 줄이고 전기적 안정성을 높이는 데 매우 중요한 역할을 한다.
세 번째로 ALD 금속 증착 기술은 GAA(Gate-All-Around) 구조와 같은 최신 미세 공정에서 필수적으로 사용된다.
GAA는 반도체 안에서 전류를 더 정확하게 조절하기 위해 만든 최신 트랜지스터 구조다. 쉽게 말하면 전기가 흐르는 길(채널)을 “게이트”라는 부분이 사방에서 꽉 감싸는 형태라고 보면 된다. 예전 구조는 한쪽이나 몇 면에서만 잡는 방식이라 전류가 새기 쉬웠는데, GAA는 360도로 완전히 감싸기 때문에 전류를 훨씬 더 잘 통제할 수 있다.
이렇게 전류를 강하게 잡아주면 불필요하게 새는 전류가 줄어들고, 그만큼 전력 효율이 좋아지고 성능도 올라간다. 그래서 요즘처럼 반도체가 점점 작아지는 상황에서는 GAA 구조가 매우 중요해지고 있다. 특히 3nm 같은 최신 공정에서 사용되는 핵심 기술이다.
다만 구조가 매우 좁고 복잡해지기 때문에 내부에 금속이나 절연막을 균일하게 입히는 것이 어려워진다.
그래서 ALD처럼 아주 정밀하게 막을 쌓는 기술이 함께 사용된다. 한마디로 GAA는 “전류를 새지 않게 꽉 잡아서 성능을 높이기 위한 최신 구조”라고 이해하면 된다.
ALD는 원자 단위로 한 층씩 쌓는 방식이라 이러한 복잡한 구조 내부까지 균일하게 금속을 형성할 수 있으며, 이를 통해 공정 정밀도를 확보하고 소자의 성능과 신뢰성을 유지할 수 있다.
TSMC, 첨단 패키징 확대…CoPoS 도입·AP7 신설로 2028년 양산 체계
CoWoS 중심에서 패널 기반 CoPoS 기술?
먼저 CoWoS와 CoPoS의 차이는 “칩을 어떤 방식의 기판 위에서 묶느냐”로 이해하면 쉽다.
CoWoS는 웨이퍼(둥근 실리콘 판) 기반 패키징으로, 비교적 정밀하고 안정적인 대신 크기와 생산성에 한계가 있다.
반면 CoPoS는 패널(사각형, 더 큰 판) 기반으로 확장된 방식으로, 더 큰 면적에서 여러 칩을 한 번에 처리할 수 있어 대형 AI 칩이나 다수의 칩을 묶는 데 유리하다.
즉, CoWoS는 “정밀 중심 기존 방식”이라면, CoPoS는 “대형화·대량생산에 유리한 확장형 방식”이라고 보면 된다.
AI 칩이 점점 커지면서 CoPoS 같은 방식이 필요한 이유도 바로 이 생산성과 크기 문제 때문이다.
삼성전기, 실리콘 캐패시터 10종 공개…AI·고성능 컴퓨팅 공략 속도
MLCC와 실리콘 기반 캐패시터?
MLCC(적층 세라믹 캐패시터)는 세라믹을 여러 층 쌓아 만든 전통적인 캐패시터로, 크기가 작고 가격이 저렴해서 거의 모든 전자기기에 널리 쓰인다. 하지만 고성능 환경에서는 전력 손실이나 신호 왜곡이 발생할 수 있다.
반면 실리콘 기반 캐패시터는 반도체 공정으로 만든 구조라서 저항이 낮고 고주파 특성이 좋아, AI 서버나 고성능 CPU·GPU 같은 환경에서 전력 공급을 더 안정적으로 해준다. 대신 비용이 더 높고 공정 난이도도 크다.
