IT 기술의 발전으로 생성되는 데이터의 양이 큰 폭으로 늘어나고 있으며, 이 방대한 데이터를 처리하기 위한 고성능 반도체 수요도 증가하고 있다. 통상 고성능 반도체를 만들기 위한 방법, 하면 7나노 미만의 미세 공정을 떠올리곤 한다. 그간 언론에서도 7나노 미만 반도체에 대한 이야기를 다수 해 왔으며, 현재 TSMC와 삼성전자가 나노 경쟁을 하고 있기 때문이다.

하지만 나노 공정 못지 않게 고성능 반도체를 만들기 위해 필요한 기술이 있지만, 미세공정만큼 큰 주목을 받지는 못하는 실정이다. 관심도가 낮을 뿐더러 내용 자체가 복잡하고 어렵기 때문이다. 이번 딥다이브에서는 패키징이 왜 반도체 업계에서 대두되고 있으며 그 중요성이 얼마나 얼마나 큰지, 국내 패키징 지원 현황과 개선점 등에 대해 다뤄보고자 한다.

 

반도체는 8대 공정과정을 거쳐 생산된다. 먼저 반도체의 기반이 되는 웨이퍼를 만들고, 그 위에 수증기를 뿌려 절연막 역할을 하는 실리콘 산화막을 만든다. 이를 산화공정이라 한다. 그 위에 빛이 닿으면 성질이 변하는 감광액을 바른 후 빛을 쏴 설계도대로 회로를 그려 넣는 포토 공정을 진행한다. 이후 빛을 받은 회로 패턴만 남기고 나머지 불필요한 부분을 제거하는 식각공정과 웨이퍼 위에 박막을 입히고 전기적 특성을 가지게 하는 증착이온주입 공정도 해준다. 이 과정까지를 전공정이라 한다.

이후에는 반도체 회로에 전기적 신호가 전달될 수 있도록 구리와 같은 금속선을 연결하는 금속배선 공정과 품질 테스트를 위한 EDS(Electrical Die Sorting) 공정을 마친다. 테스트까지 마친 반도체는 마지막에 패키징 공정을 거쳐 사용된다. 패키징 공정은 완성된 웨이퍼 중 정상 작동하는 여러 종류의 칩을 하나의 패키지로 묶어 전기적으로 연결하고, 회로를 보호하도록 포장하는 과정을 말한다. ▲금속배선 공정 ▲EDS 공정 ▲패키징 공정을 통칭해 후공정이라 하고, 우리가 흔히 보는 반도체는 이 모든 과정을 거쳐 나온 제품이다.

우리나라 반도체 산업은 전공정을 중심으로 발전해 있다. 삼성전자, SK하이닉스 등 주요 반도체 기업도 전공정 중심으로 사업을 영위해 왔다. 후공정 사업 자체가 외주를 받아 진행하는 경우가 대부분이다 보니, ‘하청업’같은 인식이 업계에 만연해 있었던 것이다. 후공정 처리는 중국이나 대만에 위탁하곤 했다.