반도체 인터포저(Interposer)란? 차세대 패키징의 핵심 기술
최근 반도체 업계에서 고성능 패키징(Advanced Packaging) 기술이 급부상하면서, 인터포저(Interposer)가 중요한 역할을 하고 있습니다. 특히 AI 반도체, 고성능 컴퓨팅(HPC), 데이터센터 등의 시장이 성장하면서 인터포저의 활용도가 더욱 증가하고 있습니다. 그렇다면, 인터포저란 정확히 무엇이며, 왜 중요한 기술일까요?
인터포저란?
인터포저(Interposer)는 반도체 칩(Die)과 기판(PCB) 사이에 위치하는 중간 매개체로, 칩 간 신호 전달을 최적화하는 역할을 합니다. 기존의 단순한 와이어 본딩 방식과 달리, 인터포저를 활용하면 더 많은 데이터 전송이 가능하고 발열 관리 및 신호 간섭 최소화 등의 장점이 있습니다.
특히, HBM(High Bandwidth Memory) 메모리와 고성능 GPU/CPU를 연결하는 데 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다.
인터포저의 역할 및 장점
- 고속 신호 연결 → 데이터 전송 속도를 극대화하고 신호 지연을 줄임
- 전력 및 발열 관리 → 발열을 분산하여 반도체 칩의 성능 유지
- 고밀도 집적 가능 → 여러 개의 칩을 단일 패키지에 통합 가능
- 반도체 패키징 기술의 핵심 요소 → 2.5D 패키징, 3D TSV 기술과 결합하여 사용됨
인터포저의 종류
① 실리콘 인터포저(Silicon Interposer)
- 반도체 공정에서 사용하는 실리콘(Si) 웨이퍼 기반
- 미세한 배선 구조를 구현할 수 있어 HBM + GPU 패키징에 최적
- AMD, NVIDIA의 고성능 AI GPU에 활용
② 유리 인터포저(Glass Interposer)
- 최근 연구가 활발한 기술로 전기적 손실이 적고 더 얇게 제작 가능
- 삼성전지, SKC Absolics 등의 기업이 개발 중
- 차세대 HBM과 AI 반도체 패키징에 적용될 가능성이 높음
③ 유기 인터포저(Organic Interposer)
- PCB(Printed Circuit Board) 기반으로 저렴하지만 신호 전송 속도가 낮음
- 주로 모바일 AP, 일반적인 반도체 패키징에 사용
인터포저와 2.5D 패키징, 3D TSV 기술
① 2.5D 패키징이란?
- 칩을 수직으로 쌓는 3D 패키징과 달리, 인터포저 위에 칩을 배치하여 고성능을 구현
- 대표적인 예: AMD GPU + HBM 메모리 패키징
② 3D 패키징 & TSV(Through-Silicon Via)
- 칩 간 직접 연결(Through-Silicon Via, TSV) 기술을 활용하여 더 높은 성능 구현
- 삼성, SK하이닉스, Micron 등에서 차세대 메모리 개발에 적극 활용
인터포저 기술의 최신 트렌드
- HBM + 인터포저 조합의 확대 → AI, 데이터센터 시장 성장으로 수요 증가
- 유리 인터포저 연구 활성화 → 전기적 특성이 뛰어나 차세대 패키징으로 주목
- TSV와 결합한 3D 패키징 기술 발전 → 고성능 반도체 패키징에서 핵심 기술로 자리 잡음
결론
인터포저는 고속 데이터 처리, 전력 및 발열 관리, 칩 간 신호 최적화 등 반도체 패키징에서 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 특히, AI 반도체와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장이 빠르게 성장하면서, HBM 메모리와 GPU/CPU를 연결하는 2.5D 패키징에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
앞으로 유리 인터포저 등 새로운 기술이 등장하면서, 반도체 패키징 시장에서도 혁신이 지속될 것으로 보입니다. 향후 반도체 패키징 시장에서 인터포저가 어떤 역할을 할지 기대됩니다.