“2년내 20나노 3D칩 시장 주도”

20나노미터급 최신 반도체 공정에 더해 여러 개의 칩을 금속배선없이 연결하는 관통전극방식(TSV) 3D칩 기술이 2014년에는 다양한 방식으로 시장을 선도할 것으로 전망된다.

최근 인텔은 28nm급 트라이게이트 트랜지스터 기술을 적용한 아이비브릿지 프로세서를 내놨다. 이와 함께 모바일 부문에서 애플리케이션프로세서(AP)와 와이드I/O메모리 등을 서로 연결하는 방법으로 TSV가 유력한 차세대 기술로 주목받고 있다.

EE타임스는 지난 27일(현지시간) 세계반도체연맹(GSA) 실리콘 서밋에 참가한 반도체 담당 임원들의 말을 인용, “여러 가지 도전과제에도 불구하고 2년후에는 다양한 방식의 TSV기술이 반도체 시장에 주류를 이룰 것”이라고 말했다고 보도했다.

TSMC는 단일 칩에서 TSV방식은 기존 트랜지스터 집적 방식보다 1천배 이상 많은 트랜지스터를 집적할 수 있으며, 금속배선을 따로 하지 않아 전력소모량을 절반 이상 줄일 수 있다고 설명했다.

마크 브릴하트 시스코 패키징 기술 담당 부사장은 “이 기술이 게임의 룰을 바꿀 것”이라고 주장했다. “TSV는 반도체 공정을 차별화 할 수 있는 기술이 될 것이며 다양한 분야에 활용될 것”이라고 밝혔다. 플립칩은 칩을 회로기판에 붙일 때 금속배선과 같이 중간 연결매체를 사용하지 않고, 칩 아랫면에 전극패턴을 이용해 그대로 기판에 연결하는 방식이다.

닉 유 퀄컴 부사장은 “고성능 모바일 애플리케이션프로세서(AP) 시장에서 올해부터 내년까지 AP와 와이드I/O메모리를 하나로 연결하는 TSV방식이 핵심기술로 부상할 것”이라고 전망했다.

서버 부문에서도 TSV기술은 전력소모량을 줄이면서 작은 공간에 여러 개의 칩을 집적할 수 있어 주목받고 있다. IBM 반도체 연구개발센터 최고기술책임자 서브라매니안 아이어 박사는 “TSV기술은 실제로 서버용 프로세서와 D램을 하나의 칩으로 적층하는 작업을 진행 중”이라고 말했다.

CPU는 8개에서 12개의 코어를 가질 수 있다. 아이어 박사는 “TSV기술을 적용하면 24개의 코어를 D램·방열판과 함께 적층한 모듈을 만들 수 있다”고 설명했다. 모바일 분야에서도 이 같은 장점을 활용할 수 있다“고 그는 덧붙였다.

EE타임스는 TSV기술에도 극복해야할 과제들이 있다고 밝혔다. 여전히 가격이 비싸고, 방열기술을 적용하기가 어렵고, 관련 기업들 간에 더 세부적인 기술 논의와 사업성에 대한 검토가 필요하다는 설명이다.