삼성전자는 6일 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU) 같은 연산가능(로직) 칩과 4개의 고대역폭 메모리(HBM) 칩을 하나의 패키지로 만든 2.5D 패키지 기술 ‘I-큐브4’를 개발했다고 밝혔다.
삼성전자에 따르면 2.5D 패키지 기술은 회로 기판과 칩 사이에 미세회로 기판(인터포저)을 넣어 종류가 다른 칩을 같은 공간에 넣는 걸 말한다. 이 기술은 반도체 칩 사이의 거리를 좁혀 패키지 면적을 줄이는 동시에 전송 속도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
삼성전자의 I-큐브 솔루션은 실리콘 인터포저에 로직과 고대역폭 메모리 칩을 배치해 하나의 반도체처럼 동작하게 한다. I-큐브4의 경우 HBM 4개를 넣어 데이터 전송과 고성능 시스템 반도체를 요구하는 고성능컴퓨팅(HPC)・인공지능(AI)・클라우드 서비스 등에 활용될 것으로 회사는 예상하고 있다.
삼성전자는 I-큐브4에 100㎛(마이크로미터·100만분의 1미터) 수준의 얇은 실리콘 인터포저를 적용, 초미세 배선을 구현했다. 패키지에 들어가는 반도체 칩이 늘어나면 인터포저 면적이 커지면서 내구성에 문제가 생기는데, 삼성전자는 얇게 만들어도 변형이 적은 실리콘 소재를 활용해 내구성 문제를 해결했다. 패키지 과정에서 반도체 칩을 보호하는 목적으로 진행하는 몰드(열경화성 수지로 칩을 감싸는 것) 공정도 없앴다. 이를 통해 반도체 칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하게 했다.
강문수 삼성전자 파운드리사업부 마켓전략팀 전무는 “고성능 컴퓨팅 분야를 중심으로 차세대 패키지 기술의 중요성이 높아지고 있다”며 “고대역폭 메모리 칩을 6개, 8개 탑재하는 신기술도 개발해 시장에 선보이겠다”라고 했다.
삼성전자는 지난 2018년 로직과 고대역폭 메모리 칩 2개를 집적한 I-큐브2를 선보였으며, 지난해에는 로직과 캐시메모리(SRAM) 칩을 수직으로 쌓은 X-큐브 기술을 공개하기도 했다.