HBM 과 하이브리드 본딩(삼성과 하이닉스 방식)

최근 메모리 반도체 업계에서 가장 핫한 HBM 그리고 하이브리드 본딩 기술에 대해서 한번 알아보겠습니다.

HBM 주요 기술

HBM (High Bandwidth Memory)은 반도체 기술에서 주목받는 혁신적인 메모리 기술입니다. 이 기술은 데이터 처리량을 극대화하고 성능을 향상시키기 위해 다수의 D램 (Dynamic Random Access Memory) 칩을 수직으로 쌓아 연결하는 방식으로 만들어집니다.

여기서 몇 가지 주요한 개념을 살펴보겠습니다.

1. TSV (Through Silicon Via): TSV는 실리콘 칩을 관통하는 배선으로, HBM에서 중요한 역할을 합니다. TSV를 통해 칩들을 수직으로 연결하고 데이터를 빠르게 전송할 수 있습니다.
2. 범프 (Bump): 범프는 공 모양의 전도성 돌기로, D램 사이의 가교 역할을 합니다. HBM에서는 범프 없이도 칩들을 바로 붙이는 하이브리드 본딩 기술을 사용하므로 신호 전송 속도가 빨라지고 제품 크기를 줄일 수 있습니다.
3. WLP (Wafer Level Packaging): WLP는 칩을 잘라내지 않고 웨이퍼 상태에서 한 번에 패키징과 테스트를 진행한 뒤 칩을 절단해 제품을 만드는 기술입니다. HBM은 WLP를 통해 기존보다 큰 용량을 가진 제품을 만들 수 있습니다.
4. MR-MUF (Mass Reflow-molded under fill): MR-MUF는 열을 효율적으로 배출할 수 있게 하는 방열 기술입니다. HBM에서는 MR-MUF를 통해 발열을 해소하고 성능을 최적화합니다.

HBM은 AI 반도체 구현에 필수적인 기술로, 데이터 처리량을 대폭 확대하고 성능을 향상시키는 열쇠 중 하나입니다.

하이브리드 본딩

하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)은 HBM (High Bandwidth Memory)과 밀접한 관계를 가지고 있습니다. 이 두 기술은 반도체 후공정에서 주목받는 혁신적인 메모리 기술입니다.

- 하이브리드 본딩은 칩과 칩 사이에 넣는 범프 없이도 칩들을 바로 붙이는 기술입니다.
- 범프가 없으면 칩 사이의 거리가 가까워져 신호 전송 속도가 빨라지고 제품의 크기를 줄일 수 있습니다.

삼성과 하이닉스 본딩 차이점

하이닉스와 삼성전자는 HBM (High Bandwidth Memory)을 만들기 위해 각자 다른 본딩 기술을 사용하고 있습니다.

1. 삼성전자
   • 삼성전자는 TC (Thermal Compression) 본더를 사용하여 칩과 칩을 부착합니다.
   • 칩 적층과 유전체로는 NCF (Non Conductive Film)를 사용합니다.
   • 이 방법은 칩 사이의 직접 접촉을 통해 데이터 이동 거리를 줄이고, 신호 전송 속도를 향상시킵니다.
2. 하이닉스
   • 하이닉스는 별도의 열과 압력 없이 플럭스 (Flux)를 발라 칩과 칩을 쌓습니다.
   • 그 다음, MUF (Mass Reflow-molded under fill)를 칩과 칩 사이에 채운 뒤, MR (Molding Resin)을 통해 칩 부착과 몰딩을 동시에 해결합니다.
   • MR-MUF 기술은 발열을 해소하고 안정성을 높이는 역할을 합니다.