파운드리는 패키지가 3할…삼성전자가 조용히 키우는 TSP총괄

파운드리 사업 확장에 필수적
DS부문 채용 인원 적지 않은 비중 배치
후공정 기술 고도화 '경쟁력 확보'
인텔·TSMC도 후공정 투자 잰걸음

삼성전자가 반도체 후공정(패키징) 인재확보에 적극 나서고 있다. 반도체 수탁생산(파운드리) 사업이 성장할수록 패키징의 중요성이 커지고 있기 때문이다. 과거의 패키징은 웨이퍼에 케이스를 입히고 전선을 연결하는데 그쳤지만, 최근에는 여러 성능을 가진 반도체를 연결해 하나의 ‘슈퍼칩’처럼 만든다. 고객이 원하는 사양을 구현해야 하는 파운드리는 패키징을 통해 최적의 성능을 낼 수 있어 그 중요성이 더욱 높다.

5일 반도체 업계에 따르면 삼성전자는 디바이스솔루션(DS) 부문 신입·경력 지원자 가운데 상당수를 테스트 앤 시스템 패키지(TSP) 총괄에 배정할 것으로 알려졌다.

TSP 총괄에 지난 2월 입사한 신입사원은 약 28명인데, 이를 웃도는 신입채용이 이뤄질 가능성이 높다는 것이다. 채용 직무는 패키지 개발, 평가 및 분석, 설비기술 분야다. 경력 채용까지 합하면 규모는 더 커진다.

TSP 총괄은 2018년 말 신설됐으며 삼성전자 DS부문에서 파운드리 사업부와 함께 가장 주목받는 조직으로 꼽힌다. 이재용 삼성전자 부회장의 2019년 첫 현장 경영 방문지가 TSP 총괄이 자리한 삼성전자 나노시티 온양캠퍼스였을 정도다. 비교적 최근 출범했지만 TSP 총괄의 임무도 막중하다. 일단 삼성전자에서 생산하는 모든 반도체는 TSP 총괄을 거친다.

삼성전자의 ‘3D-TSV’(오른쪽) 기술과 ‘와이어 본딩’ 기술 비교 이미지. 3D-TSV는 3차원 실리콘 관통 전극 기술로 메모리 칩을 층층이 쌓고 미세한 구멍을 뚫어 전극으로 연결한다. 이렇게 연결하면 기존 와이어 본딩 기술과 달리 속도는 빨라지고 전력 소모량은 줄어든다./사진=삼성전자 반도체이야기 블로그

반도체 생산과정을 크게 전공정과 후공정으로 나누면, TSP 총괄의 업무는 후공정에 해당한다. 전공정은 웨이퍼에 미세한 선로를 새기는 공정이다. 후공정은 전공정에서 만들어진 웨이퍼를 수백~수천개의 개별칩으로 분리하고, 분리한 칩을 스마트폰, PC 등에 전기로 연결할 수 있는 형태로 만든다. 최근에는 여러 반도체를 쌓고 배치한 뒤 이들을 연결해 고성능을 내는 것까지 첨단 패키징의 영역이다. 자율주행자동차, 인공지능, 고용량 데이터센터, 슈퍼컴퓨터에 필요한 고가의 반도체일수록 첨단 패키징 기술이 요구된다.

강성철 한국반도체디스플레이기술학회 연구위원은 “파운드리 사업을 키우려면 패키징 기술 확보가 필수적”이라며 “최신 전자기기는 가볍고 얇아지는 추세라 웨이퍼 칩을 패키징하는 기술도 고도화되고 있다”고 설명했다.

삼성전자의 파운드리 경쟁사들도 패키징 투자를 가속화하고 있다. 인텔은 35억달러(약 4조원)를 투자해 미국 뉴멕시코주 리오랜초 공장에 패키징 라인을 추가한다. 인텔은 서로 다른 공정에서 생산된 반도체를 쌓아올려 결합하는 기술인 포베로스와 평면에서 반도체를 연결하는 EMIB 기술로 이 공장에서 첨단 패키지 제품을 생산할 계획이다.

TSMC가 첨단 패키징 공정에서 생산한 애플의 M1칩/사진=애플 유튜브 채널 캡처

TSMC는 일본 이바라키현 쓰쿠바시에 200억엔(약 2124억원)을 투자해 반도체 후공정 기술 연구소를 짓는다. 일본에 세계 최대 반도체 후공정 소재·장비 기업이 포진해있기 때문이다. 일본 디스코는 회선을 붙인 웨이퍼를 절단해 칩으로 가공하는 절단용 장비 세계 1위 회사다. 아드반테스트는 반도체 완제품의 성능을 확인하는 분야에서 미국 테라다인과 시장을 양분하고 있다. 강 연구위원은 “대만 반도체 기업들은 일본 소재 기업들과 관계가 매우 돈독하고 기술협력도 잘 이뤄져있어 TSMC도 일본에 연구소를 여는 것”이라며 “국내 기업들이 사용하는 후공정 소재와 장비들 대부분도 아직 일본 제품”이라고 설명했다.

한편, 시장조사업체 욜디벨롭먼트에 따르면 글로벌 반도체 후공정 시장 규모는 2019년 290억달러에서 오는 2025년 420억달러까지 연평균 6.6% 성장할 전망이다. 첨단 패키징 분야는 모바일이 대부분을 차지하고 있지만, 향후 통신·인프라와 모빌리티(자율주행 자동차) 비중이 커질 전망이다.