고성능 반도체 패키지 기술 관련 선진기업 연구개발 동향 분석

국문 초록 (Abstract)

요 약

반도체 기술은 반도체 내부의 전자회로를 설계하는 디자인 공정, 웨이퍼에 설계된 전자회로를 새겨 제조하는 전공정, 그리고 제조된 웨이퍼를 칩 단위로 분리하고 보호하기 위한 후공정(Back End Foundry)으로 구분된다. 이 가운데 특히 후공정은 반도체 미세화 기술 한계가 증가함에 따라 그 중요성이 더욱 부각되고 있으며, 후공정 기술 고도화 대한 기대와 새로운 부가가치 창출을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다.

반도체는 크게 메모리 반도체와 시스템 반도체로 나뉜다. 메모리 반도체는 정보를 저장하고 기억하는 반면 시스템 반도체는 추론 및 연산 등 정보를 처리하는 기능을 수행한다. 메모리 반도체와 시스템 반도체의 미세화 공정이 필요한 이유는 한정된 반도체 칩 공간에 더 많은 정보를 저장할 수 있도록 하고, 처리 속도를 더 빠르게 할 수 있도록 하기 위함이다. 메모리 반도체와 시스템 반도체 모두 미세화 하게 되면 트랜지스터 간 간섭이 발생하며 그에 따른 누설 등 불량에 취약해질 수 있다. 또한, 제조 공정에서 발생하는 작은 크기의 파티클로 인해 수율에 영향을 받게 된다. 그리고 미세화를 위한 고가의 장비가 필수로 적용됨에 따라 고비용의 투자를 동반하게 된다.

이에 따라 선도 기업들은 반도체 미세화 기술의 한계를 극복하기 위해 이종(異種) 집적화 기술인 고성능 패키지 기술을 개발하고 있다. 또한, 기술 표준화와 기업 간의 협력을 구축하고자 Alliance가 만들어지고 있을 만큼 특정 기업이 개발을 주도하는 것이 아니라, Design House, Foundry, Back End Foundry, OSAT 등의 여러 기업의 협력을 바탕으로 기술 차별화를 위해 준비하고 있다.

본 논문은 반도체 패키지 기술의 중요성이 부각됨에 따라 관련 기술 논문 현황을 분석함으로써 반도체 패키지 기술개발 동향을 살펴보고 향후 기술개발 방향을 전망하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구 배경 1
• 2. 반도체 생태계의 이해 3
• 3. 연구 목적 5
• Ⅱ. 모바일 반도체 기술과 패키지 기술 동향 6
• 1. 스마트폰에 적용한 반도체 기술 6
• 2. 스마트폰에 적용한 패키지 기술의 중요성 10
• 3. 모바일에 적용한 Fan out 패키지 기술 12
• 4. Fan out 패키지 기술의 장점 14
• 5. TSMC의 매출 내역과 패키지 기술개발의 연관성 15
• Ⅲ. TSMC의 기술개발 분석 18
• 1. 기술개발 분석을 위한 논문 수집 방법 18
• 2. 2018년도 기술개발 논문 분석 23
• 3. 2019년도 기술개발 논문 분석 29
• 4. 2020년도 기술개발 논문 분석 61
• 5. 2021년도 기술개발 논문 분석 76
• 6. 2022년도 기술개발 논문 분석 87
• 7. 2023년도 기술개발 논문 분석 94
• Ⅳ. 논문 분석 결과 102
• 1. 2018∼2023년도 기술개발 논문 분석 102
• 2. 국가정책 및 기업투자 현황 분석 107
• Ⅴ. 결론 109
• 참고문헌 110