HBM 인터포저 및 패키징 기술 보유 기업 – 초고속 메모리의 연결을 완성하는 핵심 기술

목차

1. 글로벌 선도 기업의 특징과 시장 구조

2. 삼성전자 - H-Cube, I-Cube로 고급 패키징 기술 선도

3. ASE Group - 세계 최대 패키징 전문 시업의 존재감

4. Amkor Technology - 북미 고객사와의 강력한 연결 고리

5. Ibiden, Shinko, UMTC - 인터포저 및 고기능 기판 전문 기업

6. AT&S, Simmtech - 고다층 PCB 및 신호 무결성 설계 강자

7. TSMC와 Intel - HBM 패키징의 경쟁까지

 

인터포저와 패키징의 역할: HBM의 숨은 주역

HBM(High Bandwidth Memory)은 초고속 데이터 전송을 위해 메모리 다이를 수직으로 적층 하는 구조를 가지고 있으며, 이때 필수적으로 요구되는 기술이 바로 인터포저(Interposer)와 고급 패키징 기술(Advanced Packaging)입니다.

인터포저는 GPU, CPU와 HBM 간의 데이터 통로를 제공하며, TSV(Through Silicon Via)로 구성된 HBM 다이를 기판에 안정적으로 연결해 줍니다.

이 과정에서 발생하는 열, 신호 무결성, 패턴 설계 등의 복잡한 공정을 해결하는 것이 바로 패키징 기술의 몫입니다.

따라서 HBM 성능의 50% 이상은 이 ‘연결 기술’에 달려 있다고 해도 과언이 아닙니다.

HBM 인터포저

1. 글로벌 선도 기업의 특징과 시장 구조

HBM 인터포저 및 패키징 시장은 극도로 고부가가치화되어 있으며, 기술 장벽이 매우 높은 분야입니다.

전통적인 OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test) 기업뿐 아니라 파운드리, IDM, 패키징 소재 기업까지 협업해야 가능한 분야이기 때문에 단독 플레이어보다는 생태계 구축이 핵심입니다.

현재 이 시장에서 경쟁력을 보유한 기업들은 크게 네 그룹으로 나눌 수 있습니다.

• 반도체 제조사 내 패키징 전담 부문(Samsung, Intel 등)
• 전문 OSAT 기업(ASE, Amkor, SPIL 등)
• 인터포저 및 기판 전문 제조사(UMTC, Ibiden, Shinko 등)
• 고성능 소재 및 설계 툴 기업(AT&S, Simmtech, Cadence 등)

 

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2. 삼성전자 – H-Cube, I-Cube로 고급 패키징 기술 선도

삼성전자는 자체적인 DRAM 및 SoC 생산 역량에 더해 고급 패키징 설루션인 I-Cube (Integrated-Cube)와 H-Cube (Hybrid-Cube)를 통해 HBM을 고속 연산용 칩과 통합하는 기술을 고도화하고 있습니다.

I-Cube는 HBM과 로직 다이를 Si 인터포저 위에 배치해 고대역폭, 고신뢰성을 확보하며, 최신 AI 서버, HPC 칩에서 채택되고 있습니다.

H-Cube는 열 분산이 용이한 구리 기판을 하이브리드로 구성해 방열을 극대화하며, 고 클럭 GPU와의 결합에 최적화되어 있습니다.

삼성전자는 HBM3E와 향후 HBM4 대응을 위한 차세대 패키징 로드맵도 구체화하고 있습니다.

수익성 키워드: 삼성 H-Cube, I-Cube 패키징, 고성능 인터포저, HBM 패키징 기술, AI 패키징 설루션

 

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3. ASE Group – 세계 최대 패키징 전문 기업의 존재감

ASE(Advanced Semiconductor Engineering)는 세계 최대 규모의 OSAT 기업으로, 인터포저 기반 고밀도 패키징 기술에서 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate), 2.5D 및 3D IC 적층 등 다양한 형태의 설루션을 제공합니다.

특히, ASE는 엔비디아, AMD, 퀄컴과 같은 고성능 칩 설계사들과의 협업을 통해 HBM 인터포저 생산 및 접합 기술을 상용화하고 있으며, 에지 컴퓨팅, 고주파 통신 모듈 등 다양한 응용 분야로 확대하고 있습니다.

또한, Fan-Out 및 EMI Shield 패키징까지 커버 가능한 범용성과 생산 능력에서 타의 추종을 불허합니다.

수익성 키워드: ASE CoWoS, OSAT HBM 패키징, 고밀도 패키지, 반도체 아웃소싱, 고성능 메모리 인터포저

 

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4. Amkor Technology – 북미 고객사와의 강력한 연결 고리

Amkor는 미국 텍사스에 본사를 두고 있지만, 한국과 필리핀, 포르투갈 등지에 대규모 생산 기지를 운영하고 있는 OSAT 대기업입니다.

특히 Amkor는 TSMC와 협업을 통해 CoWoS, InFO 패키지와 호환되는 인터포저 설계 및 조립 기술을 고도화해 왔습니다.

엔비디아의 H100, H200 제품군과 같이 TSMC 기반 로직과 HBM의 결합을 요구하는 고성능 설계에서 Amkor의 역할이 중요합니다.

최근 미국 내 반도체 공급망 안정화 정책에 발맞춰 애리조나 패키징 팹 신설도 추진 중입니다.

수익성 키워드: Amkor 인터포저 기술, 미국 반도체 패키징, CoWoS OSAT, 고대역폭 모듈 조립, 엔비디아 HBM 패키지

5. Ibiden, Shinko, UMTC – 인터포저 및 고기능 기판 전문 기업

HBM 패키징의 핵심 부품 중 하나인 인터포저는 단순 실리콘 기판이 아닌, TSV, 메탈 라우팅, 절연층, 열 분산 소재가 복합된 고기능 기판입니다.

이 분야에서는 일본의 Ibiden, Shinko Electric, 대만의 UMTC(United Microelectronics Circuit) 등이 강력한 경쟁력을 갖추고 있습니다.

이들은 HBM용 Si 인터포저, FO-PLP(Fan-Out Panel Level Packaging), 기판 임베디드 패시브 기술 등 고밀도 배선 기판을 공급하며, TSMC, ASE, 삼성전자의 공급망에 참여하고 있습니다.

특히, Ibiden은 인텔의 고성능 서버 CPU에 들어가는 FCBGA 기판도 공급하고 있습니다.

수익성 키워드: 인터포저 공급망, 기판 전문 기업, Shinko HBM 기판, TSV 실리콘 인터포저, 패시브 임베디드 기판

 

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6. AT&S, Simmtech – 고다층 PCB 및 신호 무결성 설계 강자

HBM 패키징은 고속 신호가 수십 개의 채널을 동시에 오가는 구조로, SI(Signal Integrity)와 PI(Power Integrity)를 만족시키기 위해 고신뢰성 PCB 기판이 필수입니다.

이 분야에서 오스트리아의 AT&S, 한국의 Simmtech가 두각을 나타냅니다.

AT&S는 2023년 이후 SiP(System-in-Package) 및 HDFO(High Density Fan-Out) 기술에 집중하고 있으며, Simmtech는 DDR/HBM 메모리용 다층 기판과 전력 분배 설계를 특화하고 있습니다.

HBM 인터포저와의 연결 인터페이스를 설계하고 기판으로 연결하는 역할은 이들 고기능 PCB 기업이 담당합니다.

수익성 키워드: 고다층 PCB, AT&S HBM 패키지, Simmtech 반도체 기판, 신호 무결성 PCB, 파워 인티그리티 설계

7. TSMC와 Intel – HBM 패키징의 파운드리 경쟁까지

TSMC는 고객사 SoC와 HBM DRAM을 직접 결합할 수 있는 CoWoS 및 InFO 패키지 기술을 자체적으로 운영하며, HBM 인터포저까지 제작 가능한 전 세계 유일한 파운드리 중 하나입니다.

이로 인해 엔비디아, AMD, 애플 등의 고성능 칩 설계사들이 TSMC 기반 HBM 설루션을 채택하고 있습니다.

인텔 역시 EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)와 Foveros라는 독자적인 고급 패키징 기술로 HBM 적층을 추진 중입니다.

인텔의 Gaudi2, Ponte Vecchio AI 칩 등에 이러한 기술이 적용되었으며, 서버 시장 확장과 함께 수요가 늘고 있습니다.

수익성 키워드: TSMC CoWoS, Intel EMIB, Foveros HBM, 파운드리 패키징, AI 칩 패키징

 

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결론

HBM의 성공은 인터포저 기술에 달려 있다.

HBM은 단순한 DRAM이 아니라 고속 로직 칩과의 완벽한 통합 시스템입니다.

이 통합을 실현하는 것이 바로 인터포저와 고급 패키징 기술입니다.

이를 선도하는 기업들은 각각 다른 기술과 고객 기반을 갖고 있으며, 패키징 기술은 단순 후공정을 넘어서 반도체 생태계에서 가장 큰 부가가치가 창출되는 영역으로 성장하고 있습니다.

삼성전자, ASE, Amkor, TSMC 같은 대형 기업 외에도 Ibiden, Shinko, Simmtech 같은 전문 업체들은 HBM 인터포저 시장에서 필수 불가결한 역할을 수행하고 있습니다.

향후 HBM4, AI 칩 확산과 함께 이 분야의 성장은 가속화될 것이며, 패키징 기술을 선점한 기업들이 반도체 경쟁의 승자가 될 것입니다.