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SK - 칩 먼저 쌓은후 빈 공간에 보호재
삼성 - 칩 사이사이 필름 덧댄후에 붙여

거대 인공지능(AI) 구현의 필수품이 된 고대역폭메모리(HBM) 기술력이 반도체 시장의 승패를 가를 중요한 나침반으로 평가받는 가운데 업계 양대산맥인 SK하이닉스와 삼성전자의 HBM 공정 차이점에 대한 관심도 커지고 있다.

24일 양사의 설명을 종합하면 결정적인 차이는 어떤 방식으로 D램 반도체를 수직으로 쌓아 고층 빌딩과 같은 구조를 지닌 HBM을 만드느냐에 달려 있다.

SK하이닉스는 독자 개발한 ‘MR-MUF’ 기술을 쓴다. 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 공간 사이에 액체 형태의 보호재를 주입하고 굳히는 공정이다. MR-MUF는 액체 보호재가 칩 사이에 빈 공간 없이 채워지기 때문에 삼성전자가 사용하는 ‘TC-NCF’ 방식 대비 방열 효과가 우수하다는 장점이 있다. 또한 추가 작업인 필름의 접합 공정을 생략하는 만큼 상대적으로 생산 속도가 높고 불량률이 낮은 것으로 알려져 있다. SK하이닉스는 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이는 ‘어드밴스드 MR-MUF’를 개발해 최신 제품에 적용하고 있다.

반면 삼성전자는 ‘TC-NCF’ 기술을 쓴다. 비전도성접착필름인 NCF를 각각의 반도체 칩 사이에 덧댄 뒤 열과 압력을 가해 붙이는 방식이다. 여러 층으로 쌓인 팬케이크 사이에 버터를 넣고 한 장 한 장 뜨거운 팬으로 눌러 만드는 크레이프 케이크의 조리 과정과 유사하다고 보면 된다. TC-NCF의 경우에는 열과 압력을 이용해 칩과 기판을 직접 접합하는 만큼 MR-MUF보다 접합 강도가 높고 외부 충격이나 온도 변화에 더 강한 장점을 가진다. 아울러 미세한 간격으로도 접합이 가능한 만큼 HBM의 고집적화 및 소형화에 유리해 12단 이상의 고적층 HBM 제작에 더 적합하다는 평가다. 미국 반도체 기업 마이크론도 이 기술을 쓰고 있다.

이예린 기자 yrl@munhwa.com