인터포저 (Interposer)

인터포저의 역할

인터포저는 ‘다이들을 올려 놓고 그 위에서 다이끼리 연결하는 기판’이다.

평범한 패키지에서는 다이가 직접 기판(BT 또는 ABF) 위에 올라가지만, 다이가 여럿이고 다이 간 인터페이스가 매우 광폭이어야 할 때(특히 HBM), 일반 기판으로는 미세한 신호 라인을 만들기 어렵다.

그래서 인터포저라는 ‘얇고 미세한 기판’을 다이와 큰 기판 사이에 둔다.

인터포저는 RDL(재배선)로 다이 간 신호를 잇고, TSV로 위·아래를 연결한다.

실리콘 인터포저

실리콘 인터포저는 첨단 패키징의 표준이다. 12인치 실리콘 웨이퍼에 메탈 라인과 비아를 만들어 인터포저를 형성한다.

라인 폭과 피치가 매우 작아(수 μm 이하) HBM의 1024비트 인터페이스 같은 광폭 신호를 처리할 수 있다.

TSV는 인터포저를 관통해 위쪽 다이와 아래쪽 기판의 솔더볼을 연결한다.

TSMC CoWoS-S는 이 실리콘 인터포저를 사용하는 가장 대표적인 사례이고, 삼성 I-Cube도 같은 구조다.

한 인터포저 위에 GPU 다이 1개와 HBM 4~8개가 올라간다.

RDL 인터포저와 유기 인터포저

RDL 인터포저(CoWoS-R)는 실리콘 인터포저 대신 RDL만으로 만든 패널 형태의 인터포저다.

비용이 낮고 면적을 더 키우기 쉽지만, 라인 피치는 실리콘 인터포저만큼 미세하지는 않다.

유기 인터포저는 BT/ABF 같은 유기 기판에 인터포저 기능을 통합한 형태이며, 비용은 낮지만 라인 피치가 더 크다.

응용·비용·성능에 따라 3가지 인터포저가 분담된다.

유리 인터포저: 차세대 후보

유리 인터포저는 차세대 후보다.

유리는 매우 평탄하고 열팽창 계수를 다이와 가깝게 조정할 수 있으며, 큰 패널 형태로 가공할 수 있어 비용 측면에서 유리할 가능성이 있다.

인텔·삼성·SKC 솔믹스 등이 유리 인터포저 양산화를 추진 중이다.

다만 유리에 미세한 비아를 뚫고(레이저 또는 식각으로), 메탈 도금을 균일하게 하는 공정이 아직 양산 안정화 단계에 있다.

HBM·AI 가속기와 인터포저

HBM·AI 가속기와 인터포저의 관계는 직접적이다.

HBM은 1024비트 인터페이스를 통해 GPU·NPU와 연결되는데, 이 광폭 신호를 잇기 위해 인터포저의 미세 RDL이 필수다.

그래서 GPU + HBM 조합은 거의 모두 실리콘 인터포저(또는 그에 준하는 미세 RDL 인터포저) 위에서 만들어진다.

AI 가속기 수요가 폭발하면서 인터포저 면적도 점점 커지고 있다.

처음에는 1× 레티클 면적(약 858mm²)이 한계였지만, 최근에는 2~3.3× 레티클 면적의 ‘초대면적 인터포저’가 양산에 들어가고 있다.

인터포저 면적이 커질수록 양산이 까다로워 캐파 증설이 어렵다.

한국 인터포저 산업

한국 인터포저 산업은 메모리 IDM(삼성·SK하이닉스)이 자체 인터포저 또는 인터포저 호환 다이를 운영하면서 활동한다.

패키지 기판 회사(삼성전기, 대덕전자, 심텍 등)는 RDL 인터포저·유기 인터포저로 진출하고 있고, SKC 솔믹스 같은 회사는 유리 인터포저 영역을 노린다.

일본 이비덴, 대만 유니마이크론·난야 등이 함께 첨단 인터포저·기판 시장을 분할한다.

이 위키 서비스 ‘Interposer’의 이름은 바로 이 인터포저에서 왔다.

다양한 다이(역량·경험)를 ‘잘 연결해서 더 큰 시스템(커리어)을 만든다’는 의미다.