반도체, 3차원 구조 칩 기술 부상
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특허청, 다층 직접화 TSV 기술 증가 … 한국 출원비중 63%로 1위 반도체는 제한된 칩 면적의 2차원적 미세화 기술의 한계를 극복하기 위해 3차원 구조의 칩 개발이 대안으로 제시되고 있다.3차원 구조의 개념은 이미 패키징 분야에서 이용돼왔지만, 기존 방식은 각종 단자가 반도체 칩의 한쪽 면에만 배치되고 와이어 본딩을 이용해 복수의 칩들의 신호 단자를 전기적으로 연결해야 하기 때문에 칩의 크기, 배선의 복잡성 및 전력소모 등에 있어서 문제점을 안고 있다.
TSV 기술은 회로의 집적도, 동작 속도, 전력 사용량 및 제조비용을 감축 효과가 기대돼 IBM과 Intel에서 다중 프로세서 코어를 가진 칩 개발에 적용하고 있다. 낸드플래시 메모리 분야의 경쟁자인 삼성전자와 도시바(Toshiba)도 TSV 기술을 이용한 3차원 셀의 개발경쟁이 치열한 상황이다. 특허청에 따르면, 3차원 구조의 칩 개발을 위한 TSV 관련 특허출원은 2003-08년 111건이 출원됐는데 2003년에는 7건에 그쳤던 것이 2008년 39건으로 꾸준한 증가세를 나타내고 있다. 한국이 63%, 일본이 32% 그리고 미국이 5%를 차지하고 있어 한국이 출원건수의 비율에서 우위를 점하고 있는 것으로 나타났다. 다만, 한국은 2006년에 들어서야 본격적으로 출원하고 있어 3차원 셀의 기반기술 선점이 경쟁국에 비해 다소 늦어진 것으로 지적됐다. 그러나 TSV 기술의 태동시기가 비교적 오래되지 않았고, TSV 기술의 파급효과에 비해 현재까지의 특허출원 규모가 작은 점을 고려하면 국내 반도체기업에도 기회가 남아있는 것으로 보여 반도체 강국의 위상에 걸맞게 관련기업들의 지속적인 기술 개발노력이 요구되고 있다. <고우리 기자> 표, 그래프: | 반도체 다층 직접화 기술 특허출원 동향 | <화학저널 2010/1/12> |
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