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삼성전자, 독자 구조 2.5D 패키지 기술 ‘I-Cube4’ 개발

정민우 기자 l 기사입력 2021-05-06

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 브레이크뉴스 정민우 기자=
삼성전자는 로직 칩과 4개의 HBM(High Bandwidth Memory) 칩을 하나의 패키지로 구현한 독자 구조의 2.5D 패키지 기술 ’I-Cube4’를 개발했다고 6일 밝혔다.

 

I-Cube4(Interposer-Cube4)는 고대역폭 데이터 전송과 고성능 시스템 반도체를 요구하는 HPC(High Performance Computing), AI/클라우드 서비스, 데이터센터 등을 중심으로 폭 넓게 활용될 것으로 기대된다.

 

삼성전자 I-Cube는 실리콘 인터포저 위에 CPU, GPU 등의 로직과 HBM을 배치해 하나의 반도체처럼 동작하도록 하는 이종 집적화(Heterogeneous Integration) 패키지 기술이다. 이를 통해 복수의 칩을 1개의 패키지 안에 배치해 전송 속도는 높이고, 패키지 면적은 줄일 수 있다.

 

삼성전자는 I-Cube4에 실리콘 인터포저(Si-Interposer)를 적용해 초미세 배선을 구현했으며, 반도체 구동에 필요한 전력도 안정적으로 공급할 수 있도록 했다.

 

일반적으로 패키지 안에 실장하는 반도체 칩이 많아질수록 인터포저의 면적도 함께 증가해 공정상의 어려움도 커진다.

 

삼성전자는 100 마이크로미터 수준의 매우 얇은 인터포저가 변형되지 않도록 재료, 두께 등 다양한 측면에서 반도체 공정·제조 노하우를 적용했다. 또한, I-Cube4에 몰드를 사용하지 않는 독자적인 구조를 적용해 열을 효율적으로 방출하도록 했다.

 

삼성전자는 패키지 공정 중간 단계에서 동작 테스트를 진행해 불량을 사전에 걸러내고, 전체 공정 단계를 줄여 생산 기간을 단축했다.

 

삼성전자 파운드리사업부 마켓전략팀 강문수 전무는 “고성능 컴퓨팅 분야를 중심으로 차세대 패키지 기술의 중요성이 높아지고 있다”며 “삼성전자는 ‘I-Cube2’ 양산 경험과 차별화 된 I-Cube4 상용화 기술 경쟁력을 기반으로 HBM을 6개, 8개 탑재하는 신기술도 개발해 시장에 선보이겠다”고 말했다.

 

한편, 삼성전자는 2018년 로직과 2개의 HBM을 집적한 I-Cube2 솔루션을 선보였으며, 2020년에는 로직과 SRAM을 수직 적층한 ‘X-Cube’ 기술을 공개하며 차세대 패키지 기술도 차별화하고 있다.  

 

break9874@naver.com

 

아래는 위의 글을 구글번역이 번역한 영문의 <전문>이다. [Below is an English <Full text> translated by Google Translate.]

 

Samsung Electronics develops'I-Cube4', proprietary 2.5D package technology

-Reporter Jeong Min-woo


Samsung Electronics announced on the 6th that it has developed a proprietary 2.5D package technology'I-Cube4' that implements a logic chip and four HBM (High Bandwidth Memory) chips in one package.


I-Cube4 (Interposer-Cube4) is expected to be widely used mainly in HPC (High Performance Computing), AI/Cloud services, and data centers that require high-bandwidth data transmission and high-performance system semiconductors.


Samsung Electronics I-Cube is a heterogeneous integration package technology that arranges logic such as CPU and GPU and HBM on a silicon interposer to operate like a single semiconductor. Through this, by arranging a plurality of chips in one package, the transmission speed can be increased and the package area can be reduced.


Samsung Electronics implemented ultra-fine wiring by applying a silicon interposer to the I-Cube4, and made it possible to stably supply power required for driving semiconductors.


In general, as the number of semiconductor chips to be mounted in a package increases, the area of ​​the interposer also increases, resulting in greater process difficulties.


Samsung Electronics applied semiconductor process and manufacturing know-how in various aspects such as material and thickness to prevent deformation of the very thin interposer at the level of 100 micrometers. In addition, a proprietary structure that does not use a mold is applied to the I-Cube4 to efficiently dissipate heat.


Samsung Electronics conducted an operation test in the middle of the package process to filter out defects in advance and shortened the production period by reducing the entire process step.


"The importance of next-generation package technology is increasing, especially in the field of high-performance computing," said Moonsoo Kang, Managing Director of Market Strategy Team, Foundry Division of Samsung Electronics. "We will also develop new technologies with 6 and 8 HBMs and introduce them to the market."


Meanwhile, Samsung Electronics introduced an I-Cube2 solution that integrates logic and two HBMs in 2018, and in 2020 unveils the'X-Cube' technology that vertically stacks logic and SRAM, and differentiates the next-generation package technology.

 

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