[반도체 이야기] AVP 반도체 패키지 혁신기술 콘퍼런스 review

"반도체 다음의 원피스 AdVanced Package(AVP)"

이번 연재는 24년 4월 24일날 다녀왔던 반도체 패키지 혁신 기술 컨퍼런스에 대해서 현직자로서 느끼는 반도체 산업동향을 설명드리고자 합니다. 이번 행사에는 삼성전자 AVP및 LG 화학, 엠코(Amkor) 의 산업계및 EDA 벤더 (ansys, cadence), 학계(한국 전자 통신연구원, 한양대)등 준비를 매우 잘한 행사였다고 생각합니다.

설계, 재료로 크게 2분야로 나누어 한번 설명을 해보고자 하는데 자세한 부분은 첨부드릴수 없기에 대략적인 산업 동향에 대해서 설명드리겠습니다.

1. 설계적 혁신

설계에 있어서 Total 솔루션을 제공하는 Cadence 및 Ansys 등 EDA 벤더및 System단위의 설명은 에트리및 퀄리타스반도체 를 빌려 간단하게 설명드리고자합니다.  

1-1) EDA tool 비교

	cadence	Ansys
장점	silicon ASIC에 관한 전통적인 강자로 전반적인 Tool 을 보유 및 실리콘 - Package로 이어지는 전제적인 솔루션을 호환문제없이 제공할수 있음	이전의 기계 해석분야의 전통적인 강자로 3D 구조해석에 특화된 Tool solution을 가지로 3D stack에 관한 정밀한 솔루션을 제공할수 있음

 

위 표에서 제시한것 처럼 Cadence는 전반적인 Silicon EDA 솔루션을 제공하면서 Synonsys와 함께 반도체 EDA의 강자로서 군림했습니다. 하지만 Clarity와 같은 구조해석 tool에 관해선 설명이 없이 전반적인 Flow의 호환성에 관한 강점을 말하며 발표가 끝나서 아쉬운 부분이있었습니다. 이와 반대로 구조해석의 강자인만큼 Ansys는 3D stack 열해석 문제를 제시하며 전자 엔지니어들이 잊기 쉬운 열문제에 관한 솔루션을 제공하는 ICE pack을 소개하며 z - 방향(3D) 솔루션을 제공하는 HFSS등 Package EDA 솔루션을 제공하며 3D Stack 설계의 신뢰성을 높였습니다.

 

1-2) 설계적 솔루션

설계적 관점에서 서로 다른 필드을 설명해서 같은 표로 비교하는게 어렵지만 보기에 편하기에 이런식으로 쓰는 점 양해해 주세요

	퀄리타스 반도체	한국전자통신연구원
특징	고속 SEDES IP기반의 팹리스 기업으로 칩렛의 UCle의 Multi lane I/O 솔루션을 제공함	PetaScale PIM Processor 인 AI NPU(neural Network processor)설계로 logic die및 HBM기반의 package를 선보임

 

퀄리타스 반도체는 메모리 - 시스템의 인터커넥트 시장에서 인기를 얻고 있는 PCIE (Peripheral Component Interconnect Express) 인터페이스를 모델로 삼은 Ucle ( Universal Chiplet Interconnect Express) 인터페이스를 사용하여 현재 다가올 High I/O Density의 Chiplet시장을 겨냥해 IP를 제공하고 있는 팹리스 기업입니다. 이러한 기술적 선도가 Chiplet시장 TSMC 및 인텔등 다양한 벤더들의 표준기술을 기반으로 한 설계로 HPC시장의 경쟁력이 될것이라고 생각합니다.

이에 반해 한국전자통신연구원은 실제 2.5D HBM Stack 기반의 설계로 진행된 NPU(Neural Processing Unit) 시스템 아키텍쳐를 보여주었습니다. 실제 1024개의 I/O를 가진 HBM2를 통해 설계된 아키텍쳐는 시스템(가속기)와 메모리상의 실질적인 Wire-bonding으로 이루어진 물리적 거리를 통해 제고된 성능지표들을 보여주었습니다. 

 

2. 재료적 혁신

단순히 설계적 혁신뿐 아니라 실제 소재적 혁신으로 부터 고성능 Package type이 주목 받고 있다고 합니다. 저는 회로 설계자로서 정확한 방법론적인것 보다 효용가치에 대해서 서술식으로 작성하려고 합니다.

1) 패키지 내 열관리(TIM) 및 유리기판 High Resolution (Fine Pitch Via) 솔루션

	LG화학	세키스이화학	필옵틱스
특징	이전에 Photo 공정에서 사용되는 PID물질로 실제 Fine pitch의 Via 구성 솔루션을 제공함	패키지내 열관리 물질을 위해서 TIM(Thermal Interface Material)을 사용해 Package내 열관리 문제를 해결한다는 솔루션을 제공함	글래스 기반의 Substrate 기반으로 Interconnection에 Loss 및 laytency문제를 해결하는 솔루션을 제공함

 

위와 같은 이러한 기술로 현재 AVP 시장에서 불어오고 있는 다양한 솔루션들을 살펴보았습니다. 이러한 시장성을 가진 AVP에 관심을 가진 분들로 북적이는 회의였고 다가오는 시장에 맞춰 노력하는 실무자가 되기를 바랍니다