[파이낸셜데일리 송지수] 반도체 강국인 우리나라가 상대적으로 취약하다는 평가를 받는 첨단 패키징 기술 경쟁력 강화를 위해 정부와 삼성전자, SK하이닉스 등 반도체 기업들이 합심한다.

후공정 분야인 첨단 패키징 기술은 서로 다른 성격의 반도체를 한 개의 패키지 안에 배치하는 것으로 반도체의 기술적 한계를 뛰어 넘기 위한 기술로 통한다.

12일 업계에 따르면 산업통상자원부는 2025년부터 2031년까지 7년 동안 반도체 첨단패키징 선도 기술개발 사업을 통해 총 2744억원을 지원한다.

반도체 후공정 분야 최초로 예비타당성 조사를 통과했으며, 성공적인 추진을 위해 삼성전자, SK하이닉스, LG화학, 하나마이크론, 한미반도체 등 종합반도체·팹리스(반도체 설계전문)·소부장(소재·부품·장비) 기업 포함 10개 기관이 협력한다.

첨단패키징은 반도체 공정 미세화 한계 및 AI 기술 발전에 따른 고성능·다기능·저전력 반도체 수요 증가에 따라 개별 칩들의 단일 패키지화 필요가 커지면서 핵심 기술로 부상했다.

삼성전자는 경쟁업체와 차별화 전략으로 메모리와 파운드리(반도체 위탁생산)에 이어 첨단 패키징까지 전 공정을 수행하는 '턴키 전략'을 내세우고 있다. 특히 최근 1나노 이하 초미세공정이 기술적 한계에 직면하면서 첨단 패키징 기술을 끌어올려 반도체 성능을 높이는데 주력하고 있다.

고대역폭메모리(HBM) 경쟁에서 한 발 앞선 SK하이닉스는 HBM 고단 적층을 통해 차세대 패키징 기술 개발에서 앞서가겠다는 포부를 밝힌 바 있다. 아울러 지속적으로 늘어나고 있는 맞춤형(커스텀) 제품을 위한 패키징 기술 개발에도 박차를 가하고 있다.

정부는 첨단패키징 기술개발에 필요한 성능평가, 기술자문 및 테스트웨이퍼 등을 칩 제조기업으로 제공받아 수요기업 연계형 기술개발을 추진한다는 계획이다. 구성은 ▲기술선도형 ▲기술자립형▲글로벌 기술확보형으로 나눠 진행한다.

'기술선도형'의 경우 선진 경쟁사에서 개발 중이거나 5~10년 사이 시장적용이 확대될 가능성이 높은 차세대 패키징 핵심 기술에 대한 선제적 기술 개발이 주 내용이다. 칩렛, 재배선 인터포저, 3D 패키지 등 차세대 패키지 핵심 기술 확보를 통해 차세대 고부가 시스템 반도체 소재, 공정, 장비 분야의 압도적 시장 경쟁력 확보를 목표로 한다.

'기술자립형'은 글로벌 선진 종합 반도체 기업이 양산 중인 고부가 모듈 구현에 필요한 첨단패키징 기술과 검사, 테스트 등의 소재, 부품, 장비 공급망을 내재화하는 기술을 개발한다. 글로벌 선도기업이 생산하고 있는 공정 기술 및 이와 연관된 측정 검사·테스트 기술은 물론 소재, 부품, 장비 공급망을 내재화해 국가 전략 자산을 확보한다는 계획이다.

'글로벌 기술확보형'은 첨단패키징 시장 확대를 위해 글로벌 기술선도 기관과의 공동 연구개발(R&D), 국제 첨단패키징 로드맵 작업 등 기술 협력을 진행한다. 국내 패키징 관련 장비·소재 기업들의 글로벌 공급망 진입을 위한 국제 협력 및 공동 연구를 통해 시장 진입 문턱 완화를 시도한다.

반도체 첨단 패키징 시장은 지난 2022년 443억 달러에서 오는 2028년 786억 달러로 급성장할 전망이다. 글로벌 파운드리 1위 업체인 대만 TSMC 역시 패키징 기술에 공을 들이고 있다. TSMC는 차세대 패키징 기술인 '시스템온IC(SoIC)'을 통해 애플 AI 반도체 생산에 나섰으며, 관련 생산시설을 증설할 예정이다.