3D-TSV와 와이어본딩의 차이. /사진=삼성전자
3D-TSV와 와이어본딩의 차이. /사진=삼성전자
삼성전자가 업계 최초로 ‘12단 3차원 실리콘 관통전극(3D-TSV)기술을 개발하고 패키징 분야에서도 초격차를 이어간다.
12단 3D-TSV는 반도체 칩 상·하단에 머리카락 굵기 20분의 1 수준인 수 마이크로미터 직경 전자 이동통로(TSV) 6만개를 만들어 오차 없이 연결하는 첨단 패키징기술이다.

이 기술은 종이(100㎛)의 절반 이하 두께로 가공한 D램 칩 12개를 적층해 수직으로 연결하는 고도의 정밀성이 필요해 반도체 패키징 기술 중 가장 난이도가 높다. 3D-TSV는 기존 와이어 본딩 기술보다 칩들간 신호를 주고받는 시간이 짧아져 속도와 소비전력을 개선할 수 있다.


8단과 12단 구조. /사진=삼성전자
8단과 12단 구조. /사진=삼성전자
삼성전자는 기존 8단 적층 HBM2 제품과 동일한 패키지 두께(720㎛, 업계 표준)를 유지하면서도 12개의 D램 칩을 적층한다. 이를 통해 기업고객들은 별도시스템 디자인 변경 없이 보다 높은 성능의 차세대 고용량 제품을 출시할 수 있게 됐다.
특히 고대역폭 메모리에 12단 3D-TSV 기술을 적용할 경우 기존 8단에서 12단으로 높임으로써 용량을 1.5배 증가시킬 수 있다.

이 기술에 최신 16Gb D램 칩을 적용하면 업계 최대 용량인 24GB 고대역폭 메모리(HBM)도 구현 가능하다. 이는 현재 주력으로 양산 중인 8단 8GB 제품보다 3배 늘어난 용량이다.

백홍주 삼성전자 DS부문 TSP총괄 부사장은 “인공지능, 자율주행, HPC 등 다양한 응용처에서 고성능을 구현할 수 있는 최첨단 패키징기술이 날로 중요해지고 있다”며 “기술의 한계를 극복한 12단 3D-TSV기술로 반도체 패키징 분야에서도 초격차 기술리더십을 이어가겠다”고 말했다.