파운드리 1위를 꿈꾸는 삼성전자가 반도체 패키징의 중요성을 인지하고, 이에 대한 역량 확보를 위해 ‘어드밴스드 패키징(반도체 고성능화·슬림화에 대응하는 첨단 패키징)’ 기술 개발에 집중한다.

15일 한국실장산업협회(KPIA)가 주최하는 반도체융합부품 실장기술 및 전자소재 세미나에서 고영관 삼성전자 테스트 앤 시스템 패키지(TSP) 총괄 소재기술팀 상무는 “패키징 기술이 반도체 전체 비즈니스에서도 갈수록 중요해지고 있고, 어드밴스드 패키징 쪽에서 많은 인력 보강이나 투자가 일어나고 있다”라며, “삼성전자도 2030년까지 파운드리 사업을 세계 1위로 만들기 위한 여러 노력을 하는데, 여기에 패키징 기술이 들어가지 않으면 달성할 수 없다는 것을 충분히 인지하고 있으며 앞으로도 그 어느 때보다 상당한 수준의 투자와 인력 보강을 강화할 계획”이라고 말했다.

삼성은 특히, FO(팬아웃)-PLP를 전면에 내세워 업계 1위 TSMC와의 기술 초격차를 실현하겠다는 전략을 내놨다.

고영관 상무는 “우리는 FO-WLP도 하고 FO-PLP 둘 다 하고 있지만, WLP의 경우 TSMC와 같은 레벨인 반면, PLP로 하게 되면 좀 더 워킹 사이즈가 크고 실제 최종 생산에 대한 것도 12인치 수준을 넘어서는 제품도 가능하다는 기본적인 장점을 생각하고 있다”라며, “이런 부분에 있어서 좀 더 큰 제품의 경우 PLP를 사용해서 구현하는 쪽을 보고 있다”라고 설명했다.

최근 반도체 패키징 업계에서 다루는 어드밴스드 패키징 중에는 2.5D·3D 등 집적 기술을 제외하고 ‘팬아웃(FO PKG)’이라고 있다. 이는 입출력 단자 배선을 바깥으로 빼 입출력을 늘리는 기술이다.

삼성은 이 방식을 기반으로 한 패키징 첨단 기술 중에 FO-WLP와 FO-PLP 두 가지를 다룬다. FO-WLP는 웨이퍼 단위로 쪼개 칩을 패키징하는 방식이며, FO-PLP는 사각형 패널을 활용해 패키징하는 방식이다. WLP는 다이를 잘라내 다시 원형으로 재배치해야 해서 높은 난이도와 수고가 따르는 한편, PLP는 WLP에서 웨이퍼 단위로 쪼갤 때 상쇄되는 테두리를 상당 부분 줄일 수 있어 생산성이 더 높은 기술로 평가된다.

삼성은 FO-PLP 기술을 활용해 구글의 차세대 스마트폰 ‘픽셀7’ AP의 생산 수주를 따내는 데 성공했다면서, 해당 패키징 기술에 대한 강한 자신감을 드러냈다.

고영관 상무는 “스마트폰용 AP를 양산하느냐 안 하느냐에 따라서 팬아웃 기술에 대한 시장에서의 인정하는 수준을 가늠할 수 있을 텐데, 이런 측면에서 업계는 우리가 구글 픽셀폰용 AP 양산을 시작했다는 점에 주목하고 있다”라며, “FO-PLP를 활용해 단품 패키지 수준이 아닌, 복잡한 스마트폰용 AP를 해낼 수 있다는 것은 결국, 실제 PLP에서도 FO-WLP와 동등한 수준으로 할 수 있다는 기술에서의 차이를 증명하는 것”이라고 강조했다.

그러면서 “우리는 5월부터 FO-PLP를 적용해 구글 픽셀폰 AP 양산을 시작했으며 이로써 충분히 높은 수준의 PLP 기술을 갖고 있다고 말할 수 있다”라고 자부했다.

삼성전자는 지난 2015년 테스크포스(TF)를 꾸려 FO-PLP 기술 개발에 착수한 데 이어, 2019년 삼성전기의 PLP 사업을 인수하고 투자를 본격화했다. 반도체 기판 수요의 층수는 올라가고 공법은 더욱 고도화되면서 차세대 패키징 기술에 대한 투자의 필요성을 직시한 것이다.

삼성은 2.5D 등 집적 기술과 함께 FO-PLP를 중점으로 팬아웃 기술을 끌어올리고 반도체 후공정 시장에서 경쟁력을 확보할 방침이다.

고 상무는 “팬아웃의 기본적인 니즈는 두께를 최소화하거나 같은 두께에서도 전력 소모량을 줄여 퍼포먼스를 최대화하는 데 의미가 있다”라며, “현재 TSMC·SK하이닉스 등 여러 플레이어가 같은 방향으로 기술을 개발하고 있으며, 전체 시장 규모는 앞으로도 더욱 커질 것으로 전망된다”라고 전했다.