"HBM 승부처는 패키징! 삼성전자, 반도체 연구소에 힘 싣는다"

1. 삼성전자, 왜 패키징 기술에 집중할까?

반도체 산업에서 패키징 기술은 과거에는 단순한 후공정으로 여겨졌다.
하지만 고대역폭 메모리(HBM) 시대가 도래하면서 이제는 반도체의 성능과 수율을 결정짓는 핵심 기술로 떠오르고 있다.

삼성전자가 최근 반도체연구소에 패키징 기술 인력을 대거 배치한 것도 이와 같은 흐름에서 비롯된 변화다.
특히 SK하이닉스가 HBM 시장을 선도하는 가운데, 삼성전자가 격차를 좁히기 위해 패키징 기술을 강화하는 전략을 내놓은 것으로 해석된다.

삼성전자는 단순한 후공정 개선을 넘어 HBM 패키징 기술을 차세대 반도체 기술력의 핵심 요소로 삼고 있다.

이제 삼성전자가 패키징 기술을 강화하는 이유와 앞으로의 전망을 살펴보자.

출처: 삼성전자

2. 패키징 기술, 왜 중요한가?

반도체 제조 3단계

1. 설계 (Design) – 반도체 칩 구조를 설계하는 단계
2. 생산 (Manufacturing) – 웨이퍼 가공 및 반도체 칩 제조
3. 패키징 (Packaging) – 칩을 조립하여 성능을 극대화하는 후공정

과거에는 패키징이 단순한 조립 과정으로 인식되었지만,
최근에는 반도체의 성능, 전력 효율, 신뢰성을 결정하는 중요한 역할을 하게 되었다.

특히 HBM과 같은 고성능 메모리 반도체에서는 패키징 기술이 곧 경쟁력이 되는 시대가 열렸다.

HBM에서 패키징 기술이 중요한 이유

• HBM은 여러 개의 메모리 칩을 수직으로 적층해 만든다.
• 칩 간 데이터 전송 속도를 높이려면 칩 간 연결을 정밀하게 해야 함.
• 패키징 기술이 성능과 전력 효율을 좌우하는 요소로 작용.

삼성전자는 패키징 기술을 발전시키지 않으면 HBM 시장에서 SK하이닉스를 따라잡기 어렵다는 사실을 인식하고 있다.

3. 삼성전자, 패키징 기술 강화 위해 조직 개편

삼성전자는 패키징 기술을 강화하기 위해 내부적으로 조직 개편과 인력 배치를 단행했다.

① 반도체연구소에 ‘패키징 랩’ 신설

• 기존 TSP(테스트&시스템패키지) 총괄 내 패키지개발실 인력을
  반도체연구소로 배치하여 R&D 강화.
• 패키지개발실의 명칭을 ‘C.PKG개발팀’으로 변경하고 조직 개편 진행.

② 패키징 관련 직무 추가

• 2024년 상반기 신입 공채에서 패키징 관련 직무 신설.
• 반도체 연구소 내 패키징 디자인, 소재 개발, 단위 공정 개발 등 업무 확대.
• 패키징 인력을 연구소 중심으로 이동시키며 기술 개발 속도 향상 기대.

③ 시스템 패키징 랩 개편

• 반도체연구소 산하 차세대 패키징 랩을 ‘시스템 패키징 랩’으로 개편.
• TSP 총괄에서 패키징 연구 인력을 연구소로 이동.

삼성전자는 패키징 기술을 단순한 후공정이 아닌 반도체 성능을 결정짓는 핵심 기술로 보고 집중적인 투자에 나서고 있다.

4. 삼성전자 패키징 기술의 차별화 전략

삼성전자가 패키징 기술 강화를 위해 집중하는 분야는 HBM 패키징과 3D 적층 기술이다.

① CoW (Chip-on-Wafer) 본딩 기술

• 기존 패키징 방식보다 칩 간 연결을 더 정밀하게 구현하는 기술.
• HBM의 성능을 더욱 극대화할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다.

② 재배선(RDL, Redistribution Layer) 공정

• 칩 내부에서 데이터를 연결하는 미세 배선 기술.
• 패키징의 정밀도를 높여 데이터 전송 속도를 최적화하는 데 중요한 역할.

③ 3D 패키징 (칩 적층 기술)

• 기존 2D 패키징에서 벗어나 HBM처럼 여러 개의 칩을 적층하여 데이터 전송 속도를 향상.
• 삼성전자는 HBM4 시대를 대비한 차세대 3D 패키징 기술을 연구 중.

삼성전자가 HBM 패키징 기술을 개선하면, SK하이닉스를 따라잡을 가능성도 커진다.

5. 삼성전자 vs SK하이닉스, HBM 패키징 경쟁 현황

현재 HBM 시장 점유율 (2024년 기준)

1. SK하이닉스 – 53%
2. 삼성전자 – 38%
3. 마이크론 – 9%

현재 SK하이닉스가 HBM 시장 점유율 1위를 차지하고 있지만,
삼성전자가 패키징 기술을 업그레이드하면 점유율을 빠르게 끌어올릴 가능성도 있다.

HBM 경쟁에서 삼성전자의 과제

• SK하이닉스와의 HBM 기술 격차를 얼마나 빨리 좁힐 수 있을까?
• 패키징 기술을 기반으로 HBM4 시대를 주도할 수 있을까?
• TSMC와 협력하는 엔비디아의 HBM 공급망에 진입할 가능성은?

삼성전자는 HBM 시장에서 단순한 칩 제조가 아니라, 패키징 기술을 통해 경쟁력을 확보하려 하고 있다.

6. 삼성전자의 패키징 강화, 미래 반도체 시장을 위한 전략적 선택

삼성전자가 패키징 기술을 강화하는 것은 단순한 후공정 개선이 아니다.
이는 미래 반도체 시장에서 경쟁력을 유지하기 위한 필수 전략이다.

◆  삼성전자가 패키징에 집중하는 이유 :

• 공정 미세화 한계를 극복할 차세대 기술
• HBM 경쟁에서 SK하이닉스를 따라잡기 위한 핵심 전략
• AI 반도체, 데이터센터 확장으로 패키징 기술 중요성이 증가하면서

◆  앞으로 삼성전자의 패키징 전략이 성공할까?

• HBM4, GAA 트랜지스터 등 차세대 반도체 기술과 패키징 기술의 결합이 중요해질 전망.
• SK하이닉스를 넘어서기 위해 엔비디아와의 협력 가능성도 고려해야 할 시점.
• 미래 반도체 시장에서 패키징이 반도체 성능을 좌우하는 핵심 기술이 될 전망.

삼성전자가 패키징 기술에 집중하는 것은 HBM 경쟁에서 승리하기 위한 필수적인 선택이다.
과연 삼성전자가 이 전략을 통해 SK하이닉스를 따라잡고 HBM 시장의 주도권을 잡을 수 있을지
앞으로의 행보가 주목된다.