HBM 메모리에 대한 질문이 있습니다.

Question

삼성은 HBM을 chip 사이에 접착필름? 같은걸로 적층한다고 그러고 하닉은 접합제로 chip을 접합시킨 다음

몰딩을 한다고 신문기사에서 봤습니다.

그런데 나중에는 chip을 다이렉트로 붙여서 쌓는다고 하는데 무슨 말인지 잘 이해가 되지 않아서 간단히 설명 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 이승호 전문가입니다.

HBM 메모리 적층 방식의 변화는 결국 칩 사이의 간격을 얼마나 줄이고 신호 전달 효율을 높이느냐의 싸움이라고 볼 수 있습니다.

현재 삼성전자가 주로 사용하는 방식은 칩 사이에 비전도성 접착 필름을 끼워 넣고 열과 압력을 가해 고정하는 형태입니다. 반면 SK하이닉스는 칩을 먼저 쌓고 그 사이 공간에 액체 형태의 보호재를 주입해 굳히는 방식을 활용하고 있습니다. 두 방식 모두 칩과 칩 사이를 전기적으로 연결하기 위해 미세한 구리 기둥인 범프라는 것을 사용합니다. 이 범프가 일종의 중간 다리 역할을 하며 칩들을 연결해주는 구조입니다.

질문하신 다이렉트로 붙인다는 기술은 하이브리드 본딩이라는 차세대 공정을 의미합니다. 지금까지는 칩 사이에 범프라는 다리가 반드시 필요했기 때문에 그 다리의 높이만큼 칩 사이의 간격이 생길 수밖에 없었습니다. 하지만 하이브리드 본딩은 이 중간 다리인 범프를 아예 없애버리고 구리와 구리를 직접 맞닿게 해서 붙이는 방식입니다.

이렇게 되면 칩 사이의 간격이 획기적으로 줄어들어 전체 메모리의 높이를 낮출 수 있고 더 많은 칩을 쌓는 것이 가능해집니다. 또한 신호가 전달되는 거리가 짧아지기 때문에 데이터 전송 속도는 빨라지고 전력 소모는 줄어드는 효과가 있습니다. 즉 중간 매개체 없이 칩의 단면을 마치 자석처럼 착 달라붙게 만들어 하나의 거대한 칩처럼 동작하게 만드는 기술이라고 이해하시면 됩니다. 하이브리드 본딩은 공정 난이도가 매우 높지만 성능 한계를 극복하기 위해 업계에서 주목하고 있는 미래 핵심 기술입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김상엽 전문가입니다.

차세대 HBM은 칩을 직접 접합해 두께 발열 속도 를 개선합니다.
적층 수 증가와 데이터 처리 성능 향상에도 유리합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

삼성의 TC-NCF는 칩사이에 비전도성 접착 필름을 끼워 열로 눌러 붙이는 방식이고 하아닉스의 MR-MUF는 칩을 먼저 쌓은 뒤 그 사이를 액체 형태로 보호재로 채워 굳히는 방식입니다 하지만 미래 기술인 하이브리드 본딩은 칩과 칩 사이에 필름이나 돌기 같은 중간 매개체 없이 구리 배선끼리 직접 맞닿게 하여 원자 단위로 결합 시키는 공정을 의미합니다 이렇게 하면 칩 사이의 간격을 획기적으로 줄여더 높게 쌓을 수 있고 데이터 전송 효율도 극대화 할 수 있습니다

Answer 4

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

지금 방식은 칩 사이에 필름이나 액체 형태의 중간층을 두어서 붙이고 있어요. 하지만, 미래 기술인 하이브리드 본딩은 중간물질 없이 구리 배선끼리 직접 연결하는 방식입니다. 그래서 고사양에 유리하죠. 칩 사이의 간극이 아예 사라지니 데이터 전송 속도는 빨라지고 열 배출도 훨씬 잘 되는 구조가 됩니다. 그래서 다들 이 기술에 목을 매는 중이구요. 삼성과 하닉도 결국 이 공정으로 넘어가려 준비 중인데 직접 붙인다는 게 말그대로 찰떡처럼 결합하는 거라 이해하면 되겠습니다.