▲ 제32회 한국반도체학술대회(KCS)에서 제8회 강대원상(소자/공정 분야)을 수상한 SK하이닉스 이강욱 부사장(PKG개발 담당)

SK하이닉스 이강욱 부사장(PKG개발 담당)이 지난 13일 강원도 정선에서 열린 제32회 한국반도체학술대회(Korean Conference on Semiconductors, KCS)에서 제8회 강대원상(소자/공정 분야)*을 수상하는 영예를 안았다.

모스펫*, 플로팅게이트* 개발 등 반도체 산업에 기념비적 발자취를 남긴 故 강대원 박사의 업적을 기리고자 제정된 이 상은 그동안 반도체 전공정인 소자 및 공정 분야의 저명한 교수들에게 수여됐는데, 소자/공정 분야에서는 올해 처음으로 후공정인 ‘반도체 패키징 분야의 기업인’에게 수여돼 많은 관심을 받고 있다.

뉴스룸은 이강욱 부사장을 만나 자세한 수상 소감과 공적을 들어봤다.

“큰 상 수상에 영광… SK하이닉스의 위상과 역량 인정받는 것”

이강욱 부사장은 글로벌 학계 및 업계에서 3차원 패키징* 및 집적 회로 분야에 대한 연구 개발을 27년 이상 이어 온 반도체 패키징 분야의 최고 기술 전문가다.

2000년 일본 도호쿠 대학에서 박사 학위를 받은 그는 미국 렌슬리어 공과대학 박사 후 연구원, 일본 도호쿠 대학 교수를 거쳐 2018년 SK하이닉스에 합류했다. 국내 최초로 TSV* 기술 개발에 성공한 이 부사장은 SK하이닉스 입사 후 HBM*2E(3세대)에 MR-MUF* 기술을 적용하며 ‘AI 메모리 성공 신화’의 기틀을 마련했다는 평가를 받는다.

▲ 제32회 한국반도체학술대회(KCS)에서 제8회 강대원상(소자/공정 분야)을 수상한 SK하이닉스 이강욱 부사장(오른쪽)

“TSV 기반 3차원 패키징 연구 성과들은 다양한 분야에서 상용화되고 있는데, 가장 대표적인 제품이 HBM입니다. SK하이닉스의 독자적 패키징 기술인 ‘MR-MUF’는 고난도의 HBM 제품을 높은 제조 수율과 양산성을 가지고 안정적으로 대량 생산할 수 있도록 해주었고, 핵심 특성인 열 방출 성능도 개선해 주었습니다. 이 기술은 HBM2E에 처음 적용되어 SK하이닉스가 글로벌 AI 메모리 리더로 도약하는 데 기여했는데요. 지속적인 기술 고도화를 거쳐 HBM3 및 HBM3E에도 성공적으로 적용되면서, SK하이닉스가 HBM 시장 우위를 굳건히 하는 데 큰 힘이 되었습니다.”

패키징의_가치를_증명하다_SK하이닉스_이강욱_부사장_기업인_최초_강대원상 수상_08_기타_사진_2025이 부사장은 굵직한 공적만큼 특출한 수상 이력도 자랑한다. 지난해 한국인 최초로 받은 ‘IEEE EPS 어워드 전자제조기술상[관련기사]’이 그것이다. 올해는 강대원상이라는 이력을 추가했는데, 그는 이번 수상이 특히 각별하다는 소감을 전했다.

“업계에서도 의미가 큰 상을 받게 돼 영광입니다. 무엇보다 SK하이닉스의 위상 그리고 PKG개발 조직의 높은 역량을 인정받은 듯해 보람찹니다. 과분한 상이지만, 반도체 산업 발전에 더 많이 기여하라는 뜻으로 생각하겠습니다. 함께 노력해 준 PKG개발 구성원분들에게도 감사 인사를 전합니다.”

“반도체 혁신 중심에 ‘패키징 기술’과 ‘원팀 협업’ 있어”

이 부사장이 강대원상 수상을 더욱 값지게 여기는 이유는 ‘최초의 패키징 분야 기업인 수상자’란 타이틀 때문이기도 하다.

“반도체 기술 발전의 패러다임이 미세화 중심에서 패키징 중심으로 바뀌는 등 전공정만큼 후공정의 역할도 커졌습니다. 혁신을 이루기 위한 기업의 역할도 매우 중요해졌죠. 즉, 반도체 혁신의 중심에 패키징 기술과 기업이 있다는 것인데요. 저의 수상은 이러한 사실을 다시 한 번 상기시킨 계기가 됐다고 생각합니다.”

이 부사장은 패키징 기술이 더 중요해질 것으로 내다보기도 했다. 패키징 기술의 진화가 새로운 산업의 성장으로 이어지고 있고, 향후에는 패키징 역량이 기업 생존을 좌우하고 기업 가치를 결정하는 핵심 요소가 된다는 것이 그의 설명이다. 아울러 이 부사장은 “패키징 기술을 확보해 반도체 패권을 강화하려는 글로벌 업체 간 경쟁은 이미 시작됐다”며 “PKG개발은 탄탄한 기술력과 원팀 협업을 기반으로 패권 경쟁에 대응할 것”이라고 강조했다.

“PKG개발 구성원들은 실패를 두려워하지 않는 도전 정신, 발생한 문제는 끝까지 해결한다는 강한 집념을 갖고 있습니다. 이것이 바로 PKG개발이 보유한 압도적 기술력의 원천입니다. 이에 더해 SK하이닉스의 강한 원팀 문화가 반도체 혁신을 성공적으로 이끈 원동력 입니다. 덕분에 MR-MUF 기술을 성공적으로 도입하고 HBM 시장을 선점하는 성과를 낼 수 있었습니다. 앞으로도 우리 조직은 도전 정신과 원팀 마인드를 바탕으로 미래 시장에 대응하고, 또 다른 혁신을 만들어 갈 것입니다.”

“첨단 패키징 기술 확보하고, 도전하는 개발 환경 조성할 것”

한편, 이강욱 부사장은 미래 시장에 대응하기 위해 두 가지 계획을 마련해 두었다고 밝혔다. ▲HBM 패키징 기술 고도화 ▲칩렛* 기반 이종 결합 기술의 확보 등이다.

“AI 시스템의 대용량·고성능·에너지 효율화 요구를 충족하려면 HBM 패키징 기술의 지속적 혁신이 필요합니다. 이를 위해 MR-MUF 기술 고도화, 하이브리드 본딩* 등 차세대 기술 개발에 역량을 쏟고 있습니다. 중장기적으로는 칩렛 기술로 2.5D, 3D SiP* 등을 구현해 메모리 센트릭*에 대응할 것입니다. 이 과정에서 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징*, 하이브리드 본딩 등으로 칩 간 연결성을 높여 성능을 향상시키고 에너지 효율을 높이는 ‘첨단 패키징 기술’을 확보해 나가고자 합니다.”

결과적으로 이 부사장은 소자, 공정, 설계, 패키징이 유기적으로 결합된 ‘토탈 반도체 솔루션(Total Semiconductor Solution)’을 완성하고, 이를 회사의 핵심 경쟁력으로 성장시킨다는 전략이다.

관련해 구성원에게는 “도전 정신과 원팀 마인드를 지속해서 발휘한다면 충분히 이뤄낼 수 있는 목표”라고 당부했다. 또한, “좋은 제품을 넘어 세상을 바꿀 기술을 개발한다는 큰 목표를 갖길 바란다”며 “구성원들이 퍼스트무버로서 새로운 길을 개척해 나갈 수 있도록 적극 지원하겠다”고 덧붙였다.

“IEEE EPS 어워드에 이어 강대원상이라는 큰 상을 받게 돼 무거운 책임감을 느낍니다. 후배 엔지니어들이 마음껏 도전할 수 있는 환경을 조성하는 것이 제 역할이라 생각하고, 반도체 산업을 선도하는 기업인으로서 SK하이닉스와 대한민국 반도체 산업의 경쟁력을 높이는 데 최선을 다하겠습니다.”

SK하이닉스 이강욱 부사장, 한국인 최초 전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(EPS) 어워드 수상_01_인물

SK하이닉스 이강욱 부사장, 한국인 최초 전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(EPS) 어워드 수상_03_인물

SK하이닉스 이강욱 부사장, 한국인 최초 전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(EPS) 어워드 수상_02_인물

SK하이닉스는 자사 이강욱 부사장(PKG개발 담당)이 30일(미국시간) 콜로라도주 덴버에서 진행된 ‘전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(EPS) 어워드 2024’에서 한국인 최초로 ‘전자제조기술상(Electronics Manufacturing Technology Award)’을 수상했다고 31일 밝혔다.

이 시상식은 국제 전기·전자공학 분야에서 가장 권위 있는 기구인 전기전자공학자협회(IEEE) 산하의 전자패키징학회(EPS)가 주관하는 연례행사로, 전자제조기술상은 전자 및 반도체 패키징 분야에서 탁월한 업적을 이룬 사람에게 주어지는 상이다. 1996년 첫 수상자가 나온 이래, 올해 한국인 최초로 이강욱 부사장이 수상자로 선정됐다.

전자패키징학회(EPS)는 이 부사장이 20년 넘게 글로벌 학계 및 업계에서 3차원 패키징* 및 집적회로 분야에 대한 연구개발 활동을 하면서 AI 메모리인 HBM(고대역폭 메모리) 개발 및 제조 기술 발전을 이끌어 온 공로가 크다는 점을 선정 이유로 밝혔다.

* 3차원 패키징: 칩과 칩을 수직으로 연결해 칩끼리 직접 데이터를 송수신할 수 있게 한 패키징 방식으로, TSV(Through Silicon Via, 수직관통전극) 기술이 대표적임

반도체 패키징 기술 전문가인 이 부사장은 2000년 일본 도호쿠대학에서 ‘집적화 마이크로 시스템 구현을 위한 3차원 집적 기술(Three-dimensional Integration Technology for Integrated Micro-System)’ 분야로 박사학위를 받은 뒤 미국 렌슬리어 공과대학 박사후과정 연구원, 일본 도호쿠대학 교수를 거쳐 2018년부터 SK하이닉스에서 WLP(Wafer Level Package) 개발 담당으로 HBM 제품에 필요한 패키징 기술 개발을 주도해 왔다.

특히 이 부사장은 2019년 HBM 3세대 제품인 HBM2E 개발 당시 MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill)*라는 패키징 혁신 기술을 성공적으로 도입해 SK하이닉스가 HBM 시장 우위를 선점하고 글로벌 AI 메모리 리더로 도약하는 데 중요한 역할을 했다.

* MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill)): 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고 굳히는 공정 기술. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 효율적이고, 열 방출에도 효과적인 기술

이 부사장은 “이번 수상을 통해 HBM 분야에서 SK하이닉스가 이룬 탁월한 성과를 공식적으로 인정받은 것 같아서 매우 기쁘다”며 “AI 시대가 본격화되면서 패키징의 역할이 더욱 중요해지고 있는 만큼, 앞으로도 기술 혁신을 위해 최선의 노력을 다하겠다”고 말했다.

“지난해 해동젊은공학인상 ‘기술부문’ 수상을 한 것은 저에게 특별한 일이었습니다. 보통 임원이 받는 상을 팀장으로서 최초로 수상했기 때문인데요. 올해 이렇게 임원 자리에까지 올라 책임이 더욱 막중하게 느껴집니다. 지금 제 위치에서 해야 할 일을 최선을 다해 이뤄내겠습니다.”

포기하지 않는 도전, AI 메모리 반도체의 혁신을 만들다

손 부사장은 최근 반도체 업계 전체의 뜨거운 관심을 받고 있는 HBM 개발 과정에서 중요한 역할을 맡았다. HBM의 핵심 기술이라 불리는 TSV*와 SK하이닉스 독자 기술인 MR-MUF*의 도입 초기 단계부터 개발을 이끌어 오며, 회사 AI 메모리 기술 리더십을 공고히 하는 데 큰 역할을 했다.

“회사 기여도를 떠나 개인적으로 생각하는 가장 큰 성과는 10여 년 전 1세대 HBM 개발이라고 생각합니다. 당시에는 정말 아무것도 없는 상태에서 무에서 유를 창조하듯 개발에 힘썼는데요. 수많은 시행착오와 실패 속에서도 포기하지 않고, 위기를 전환점으로 삼아 더 나은 방향으로 이끌어온 덕분에 지금의 5세대 HBM3E와 Advanced 패키지 기술을 성공적으로 개발할 수 있었습니다.”

손 부사장은 다가오는 AI 시대에서도 지금까지 보여준, 포기하지 않는 도전정신이 필요하다고 강조했다. 새롭게 펼쳐질 미래에도 예상치 못한 수많은 도전과 실패가 기다리고 있으며, 이를 이겨내고 혁신을 이뤄내는 것이 중요하다는 설명이다.

“회사가 HBM의 가치에 대해 확신을 갖고 끝까지 개발을 이어왔던 것처럼, 저는 앞으로도 급변하는 AI 시대를 이끌어갈 차세대 AI 메모리 기술 개발에 힘쓰도록 하겠습니다.”

‘토털 AI 메모리 프로바이더’로 도약할 때

손 부사장은 급변하는 AI 시대에서 SK하이닉스의 역할도 점차 변화하고 있다고 말했다. 지금까지의 단순 제품 공급자를 넘어 ‘토털 AI 메모리 프로바이더(Total AI Memory Provider)’로 자리매김해야 한다는 것이다.

“작년 어드밴스드 패키지 기술을 개발할 때만 해도, 이를 공정 기술과 엮는 통합 작업을 한 조직에서 담당했습니다. 이는 개발 초기에 시행착오를 줄일 수 있는 방법이긴 하지만, 기술이 고도화되고 다양해질수록 효율성과 전문성에서 약점을 가지고 있습니다. 고객별로 특화된 AI 메모리를 개발하기 위해서는 기술의 유연성과 확장성이 중요해지고 있어 기존 방식을 벗어난 접근법이 필요합니다.”

손 부사장은 AI 기술이 여러 영역에서 활용되는 만큼 이를 구현하기 위한 하드웨어 역시 다변화하고 있다고 말했다. 그는 “이러한 흐름에 선제적으로 대응하기 위해 기존 조직을 세분화하고 각 조직마다 전문성을 향상시킬 계획”이라고 말했다.

“다양한 AI를 구현하기 위해 AI 메모리의 특성도 더 다양해져야 합니다. 우리는 이러한 변화에 대응할 수 있는 다양한 어드밴스드 패키지 기술력을 보유하는 것이 목표입니다. 고객의 어떠한 니즈도 충족할 수 있는 차별화된 솔루션을 제공할 계획입니다.”

“후배들이 성장할 수 있는 좋은 터전 만들어 주고파”

신임임원으로서 포부를 묻자, 손 부사장은 구성원들이 창의성을 마음껏 발휘하며 성장하고 발전할 수 있는 환경을 만들고 싶다고 밝혔다. 특히, 학계 및 산업계와의 다양한 교류를 통한 외연 확장의 중요성을 강조했다.

“당장의 성과도 중요하지만, 장기적인 관점에서 기술력을 확보하는 것이 더욱 중요합니다. 저 역시 처음 TSV 기술과 HBM을 개발할 때, 자유로운 환경에서 학계 등 외부와의 교류를 통해 많은 도움을 받았고, 그것이 저에게 큰 자산이 됐습니다.”

손 부사장은 지금 맡고 있는 조직에서도 이와 같은 문화가 자리 잡기를 기대한다고 밝혔다. 그는 “현재 우리 구성원들 자체로도 이미 훌륭하지만, 외부와의 교류를 통해 글로벌 No.1 엔지니어가 될 수 있도록 도와주고 싶다”며 “구성원들이 하고 싶은 것을 맘껏 펼치며 다 함께 성장하는 환경과 문화를 만드는 것이 가장 중요한 목표”라고 덧붙였다.

끝으로 손 부사장은 구성원들의 행복이 가장 중요하다고 강조했다.

“행복이란 우리가 삶의 가치를 이해하고, 어떻게 성장할 수 있을지 고민하는 것에서부터 시작된다고 봅니다. 지금까지 우리가 이뤄온 많은 것들이 있지만, 여기에 안주하지 않고 스스로를 성찰하고 더 나아질 수 있도록 노력한다면 그 안에서 우리의 행복이란 꽃을 피울 수 있을 것이라고 생각합니다. 올 한 해도 조금 더 행복해지는 우리 구성원들이 됐으면 좋겠습니다.”

한편, 여전히 시장에서는 고성능 반도체 기술을 요구하고 있다. 고용량 확보를 위한 웨이퍼 집적도 기술 발전의 한계를 해소하면서 고성능 제품의 시장 요구사항을 충족시키기 위해 등장한 솔루션이 바로 어드밴스드 패키징(Advanced Packaging) 기술이다.

어드밴스드 패키징은 매우 복잡하고 다양한 기술을 포함하지만, 핵심은 패키징에서의 연결 즉, ‘패키징 인터커넥션(Interconnection)’ 기술이다. 이 글에서는 패키징 기술의 진화 발전과 이에 기여하고 있는 SK하이닉스의 기술력 및 성과를 다뤄보고자 한다.

어드밴스드 패키징에서 인터커넥션의 중요성

우선 반도체 칩은 제품의 성능을 고려한 ‘패키징’을 통해 전력을 공급받고 신호를 교환하며 동작한다. 그래서 패키징 기술력에 따라 제품의 속도, 밀도, 기능에 큰 영향을 미치기 때문에 패키징 인터커넥션 기술은 끊임없이 변화하고 발전하고 있다.

팹(Fab)에서 미세 패턴을 구현하기 위해 여러가지 공정이 개발되었다면, 패키징 공정에서는 인터커넥션 기술을 발전시키기 위한 전방위적인 연구가 진행되고 있다. 그 결과 아래 네 가지 유형의 인터커넥션 기술이 개발되어 오고 있다.

▲ 인터커넥션 기술 유형별 대표적인 제품의 사양(예시)

1) 와이어 본딩(Wire Bonding)

와이어 본딩은 가장 먼저 개발된 인터커넥션 기술이다. 대표적으로 금, 은, 구리와 같은 전기적 특성이 우수한 재료를 와이어로 사용하여 칩과 기판을 연결하는 데 사용했다. 이는 비용적인 측면에서 가장 효율적이고 신뢰성 높은 인터커넥션 기술이지만, 연결되는 물리적인 길이가 길기 때문에 최근 고속 동작이 요구되는 최신 장치에는 적합하지 않다. 따라서 와이어 본딩은 고속 동작을 요구하지 않는 모바일 D램과 낸드 칩에 주로 채용되고 있다.

2) 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding)

플립 칩 본딩은 와이어 본딩보다 전기 경로의 길이가 수십분의 1로 짧아져 고속 동작이 가능하다. 그리고 이 기술은 웨이퍼 레벨에서 패키지가 진행되기 때문에 칩 레벨에서 진행되는 와이어 본딩에 비해 생산성도 우수하다. 또한, 칩 전면에 범프(Bump)*를 형성할 수 있기 때문에 더 많은 수의 데이터 출입구(이하 I/O)를 연결해 데이터 처리 속도까지 높일 수 있다. 이런 장점으로 CPU, GPU 및 고속 D램 칩의 패키징에 널리 사용된다.

그러나 플립 칩 본딩은 다수의 칩을 적층하기 어려워 고밀도를 필요로 하는 메모리 제품에 불리하다. 또, 범프와 유기 PCB 사이 간격의 한계로 인해 더 많은 I/O를 연결하는 데는 제한이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 TSV 본딩이 개발되었다.

3) TSV 본딩(Through Silicon Via Bonding)

고밀도가 요구되는 칩 간 연결 시 플립 칩 본딩을 사용하는 대신 TSV* 본딩은 칩에 구멍을 뚫고 전극을 연결하기 위해 금속과 같은 전도성 물질을 채워 칩을 수직으로 연결한다. TSV 본딩이 적용된 웨이퍼를 제조하고, 패키징을 통해 상단과 하단에 마이크로 범프를 형성하여 이 범프들을 수직 연결하는 방식으로 여러 칩을 쌓을 수 있다. 이 TSV를 통해 범프를 수직으로 연결하는 것이 가능해졌기 때문에 다수의 칩을 적층할 수 있었다.

초기 TSV 본딩은 4단 적층으로 시작하여 8단으로 증가했고, 최근에는 12단까지 적층할 수 있게 되었다. 올해 4월 SK하이닉스는 세계 최초 12단 적층 HBM3 개발에 성공했다[관련기사]. 일반적으로 TSV를 활용하여 범프를 본딩하는 공법은 열압착(Thermal Compression) 기반 비전도성접착필름(Non-Conductive Film, NCF)*이지만 SK하이닉스는 MR-MUF* 공정을 적용하여 적층에 필요한 압력을 낮출 수 있고 MR(Mass Reflow)의 특징인 자기 정렬*이 가능했기에, SK하이닉스는 세계 최초로 12단 적층 HBM3 개발이라는 성과를 달성할 수 있었다[관련기사].

▲ 올해 4월 SK하이닉스가 TSV 본딩 패키징 기술을 적용해 세계 최초로 개발한 12단 적층 HBM3

지금까지 설명한 와이어 본딩, 플립 칩 본딩, TSV 본딩은 다양한 영역에서 각 제품의 목적에 맞게 적용되어 패키징 공정에서 활용되고 있다. 하지만, 최근에는 구리와 구리를 직접 본딩하는 새로운 인터커넥션 기술이 등장했다. 이는 구리 하이브리드 본딩이 그것이다.

4) 칩렛(Chiplet)*을 활용한 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)

‘하이브리드(Hybrid)’라는 용어는 두 가지 유형의 계면(면과 면 사이의) 본딩*이 동시에 형성되는 것을 말하기 위해 사용된다. 하나는 산화물 면과 면 사이의 본딩이고, 다른 하나는 구리와 구리 사이의 본딩이 동시에 일어난다.

사실 이 기술은 이미 수년 전부터 CIS(CMOS Image Sensor)를 대량 생산하는 데 적용되었던 기술이다. 다만 이 기술이 최근 다시 주목받는 이유는 칩렛(Chiplet)의 개념이 확대되었기 때문이다. 칩렛은 기능별로 분리된 개별 칩을 패키징으로 다시 연결하여 다양한 기능을 하나의 칩으로 구현하는 기술이다.

칩렛이 주목받는 이유는 비용 효율성 측면에서의 장점이다. 하나의 칩에 모든 기능을 구현하려면 칩 크기가 커지고, 이는 웨이퍼 수율 손실로 이어진다. 또한 칩의 일부 영역은 비용이 많이 드는 복잡한 기술 영역이 있는 반면, 저렴한 레거시 기술로 완성할 수 있는 영역이 있는데, 만약 칩이 분리되지 않는다면 아주 작은 면적에만 복잡한 기술을 필요로 하는 경우라도 칩 전체에 해당 기술을 적용해야 해야 하기에 제조 공정이 비싸진다. 하지만 칩렛 기술에서는 칩 기능을 분리할 수 있어 필요한 기술을 선별적으로 적용할 수 있기 때문에 비용 절감이 가능하다.

칩렛 기술의 개념은 10여년 전부터 논의 되었으나 칩을 상호 연결할 수 있는 패키징 기술이 부족하여 활성화되지 않았다. 그러나 최근 C2W(Chip-to-Wafer)의 하이브리드 본딩 기술의 발전으로 칩렛 기술 채택이 가속화되기 시작했다. C2W 하이브리드 본딩은 여러 가지 장점을 가지고 있다.

첫째, 솔더 프리(Solder-Free) 본딩이 가능하여 본딩 레이어의 두께를 줄이고 전기 경로를 짧게 하여 저항을 낮출 수 있다. 이로 인해 마치 단일 칩처럼 성능 저하 없이 고속으로 작동할 수 있다.

둘째, 구리와 구리를 직접 연결함으로써 범프의 간격을 획기적으로 줄일 수 있다. 보통 솔더를 사용할 때, 범프 간격을 10μm(마이크로미터) 이하로 구현하기 어렵지만, 구리-구리 직접 본딩 공정을 적용하는 하이브리드 본딩의 경우에는 범프 간격을 μm이하 수준으로 줄일 수 있어 칩을 설계하는 데 있어 유연성이 높아진다.

셋째, 향후 더욱 중요해질 패키징의 특징 중 하나인 방열 특성이 개선된다. 마지막으로 앞서 언급한 것과 같이 본딩 층의 두께와 범프 간격이 줄어들면서 패키징의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다.

그러나 하이브리드 본딩도 해결해야 할 과제가 있다. 견고한 품질을 확보하기 위해서 이물질 제어를 나노미터 단위 수준으로 개선해야 하고, 본딩 레이어의 평탄도를 조절해야 할까도 큰 과제이다. 한편, SK하이닉스는 이러한 하이브리드 본딩 기술을 HBM 제품에 적용해 12단 적층 HBM을 넘어 다음 HBM 제품에 회사의 최첨단 패키징 솔루션을 적용할 계획이다.

하이브리드 본딩으로 패키징 기술을 고도화하는 SK하이닉스

SK하이닉스는 12단 적층 HBM의 다음 제품인 고용량, 고적층 HBM에 하이브리드 본딩을 적용할 계획으로 기술을 개발하고 있다. 지난 2022년에는 HBM2E에 하이브리드 본딩을 적용하여 8단 적층을 구현하고 전기 테스트까지 완료하여 기본적인 신뢰성을 확보한 바 있다. 이는 지금까지 대부분의 하이브리드 본딩이 단층 레이어 본딩, 즉 두 개의 칩을 면대면으로 적층하는 방식으로 이루어진 것과 비교해 상당한 성과였다. SK하이닉스의 HBM2E는 하나의 기본 다이와 8개의 D램 다이를 성공적으로 쌓았고, 이는 2024년 출시 예정인 다음 HBM 제품에서 이 성과를 뛰어넘을 것으로 생각된다.

하이브리드 본딩은 모든 패키징 업계에서 가장 주목받고 있는 기술로 많은 회사가 해당 기술 발전을 주도하기 위해 노력하고 있다. 앞서 언급했듯이, 하이브리드 본딩은 수많은 장점을 가지고 있지만 여전히 갈 길이 멀다. SK하이닉스는 선도적인 HBM 기술을 바탕으로 하이브리드 본딩 외에도 다양한 패키징 기술을 개발하여 패키징 기술과 플랫폼 솔루션을 전례 없는 수준으로 끌어올리며 패키징 기술 리더십을 공고히 할 것이다.