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HBM·DDR5 패키지 기판 총정리: 인터포저, ABF/BT, 대면적 FC 본더, 국내 주요 공급사
작성 기준일: · 본 문서는 중립적·기술 중심 서술을 지향합니다.
1. 목차
2. 개요와 핵심 요약
- DDR5는 보통 BT 수지계 패키지 기판 위에 와이어본딩으로 조립(BOC)합니다.
- HBM은 DRAM이지만, GPU/AI 칩과 인터포저 위에서 코패키징(2.5D/2.1D)되며, 하부에는 ABF 계열의 대형 FCBGA가 사용됩니다.
- 인터포저는 GPU↔HBM 사이의 초미세 배선·피치 변환·PDN/SI 개선을 담당하며 성능을 좌우합니다.
- 서브스트레이트(패키지 기판)는 패키지 전체를 시스템 PCB로 연결하고 전력·신호 분배를 담당합니다.
- HBM 패키징에는 대면적 FC 본더/TCB가 사실상 필수이며, 차세대는 하이브리드 본딩 비중이 확대되는 추세입니다.
3. 용어와 기본 구분(패키지 기판 vs 모듈/MLB)
- 패키지 기판(서브스트레이트): 칩을 실장하고, 시스템 보드와 연결하는 초미세 배선 기판입니다.
- 모듈 PCB/MLB: DIMM·SSD·서버 메인보드 등 보드 레벨 기판으로, 패키지 단계 이후에 사용됩니다.
- 리드프레임: 전통 패키지용 금속 프레임으로, 패키지 기판과는 별도 품목입니다.
- ABF / BT / FR-4: 각각 로직 고난도(ABF), 메모리 패키지(BT), 보드 레벨(FR-4)에서 대표적으로 사용되는 소재계입니다.
4. DDR5 패키징 구조와 패키지 기판(BT·BOC)
DDR5 DRAM 패키지는 일반적으로 BT 기판 위에서 와이어본딩으로 조립하고 몰딩 후 BGA 볼을 형성하는 BOC 구조를 사용합니다. 배선 난이도와 층수가 로직 대비 완화되어 원가·수율 관리가 중요합니다.
- BT
- 와이어본딩
- BOC
5. HBM 패키징 구조(인터포저 + ABF FCBGA)
HBM은 TSV로 적층된 DRAM 다이 스택을 인터포저 위에서 GPU/AI 칩과 함께 배치합니다(2.5D/2.1D). 이 전체를 받치는 하부는 ABF 계열의 대형 FCBGA이며, 시스템 보드에는 하부 솔더볼로 접속합니다. 따라서 HBM에는 메모리 전용 BT 기판이 별도로 존재하지 않습니다.
- TSV
- 인터포저
- ABF FCBGA
- 플립칩
6. 인터포저의 역할
- 초미세 배선·피치 변환: 마이크로범프 피치를 패키지/보드로 탈출 가능한 피치로 변환합니다.
- 대역폭·지연 최적화: GPU↔HBM 간 경로를 짧고 평행하게 구성하여 TB/s급 대역폭과 낮은 지연을 지원합니다.
- PDN/SI 개선: 전력망(저임피던스)·임피던스 제어·크로스토크 억제를 수행합니다.
- 설계 유연성: 이기종 칩렛을 한 패키지에서 조합하고, 대면적 스티칭 등 확장성을 제공합니다.
- 형태: 실리콘(2.5D, TSV+RDL) 또는 유기/RDL(2.1D, TSV 없음)로 구현됩니다.
7. 서브스트레이트(패키지 기판)의 역할
- 보드 연결의 관문: 패키지 전체를 시스템 PCB와 전기·기계적으로 연결합니다(솔더볼).
- 팬아웃·피치 변환: 초미세 접점을 보드 측 인터페이스로 확장합니다.
- 전력 분배·신호 무결성: 전력/그라운드층, 임피던스 제어, 리턴 패스 제공으로 안정성을 확보합니다.
- 열·기계 지지: 워페이지 제어, CTE 불일치 대응, 납접합 신뢰성 확보에 기여합니다.
8. 장비 관점: 대면적 FC 본더/TCB
HBM 코패키징은 대형 인터포저·로직·HBM 스택을 정밀 정렬·가압·가열로 접합해야 하므로 대면적 FC 본더/TCB가 핵심입니다. 수 μm 정렬, 국부 가열/가압, 능동 평탄화, 대면적 힘 균일성, 멀티 다이 처리 능력이 요구됩니다. 차세대에서는 하이브리드 본딩의 채택이 확대되고 있습니다.
9. 국내 관련 업체 맵(패키지 기판/보드)
| 구분 | 주요 업체 | 핵심 특징 |
|---|---|---|
| 패키지 기판 — DDR5(메모리 BGA, BT) | 심텍(Simmtech), 해성디에스(HSDS) | BT + 와이어본딩(BOC) 기반. DRAM 패키지 특화. |
| 패키지 기판 — HBM/로직 하부(ABF FCBGA) | 삼성전기(SEMCO), 대덕전자(DAEDUCK) | 대면적·다층·초미세 L/S, mSAP/SAP. AI/HPC·서버향. |
| 보드 레벨 — 모듈/MLB | TLB, 이수페타시스, 코리아써키트 | DIMM/SSD 모듈 PCB, 고속신호 MLB/백플레인 등. 패키지 기판과 단계가 다름. |
참고: 실제 고객·패키저(파운드리/OSAT)·세대(HBM3E/HBM4)·사양에 따라 벤더 매칭과 물량은 변화할 수 있습니다.
10. 자주 혼동되는 포인트 정리
- HBM에 메모리 전용 BT 기판이 있는가? 해당 없음. HBM은 인터포저 위에서 로직과 코패키징되며 하부는 ABF FCBGA입니다.
- 서브스트레이트가 GPU와 다른 부품을 연결하는가? 예. 패키지 전체를 시스템 보드로 연결하고 전력·신호를 분배합니다. 다만 GPU↔HBM 초미세 연결은 인터포저가 담당합니다.
- 대면적 FC 본더가 필요한가? 예. HBM 코패키징에서 필수적이며, 차세대는 하이브리드 본딩 채택이 확대되는 추세입니다.
11. 결론
- DDR5는 BT·와이어본딩(BOC) 기반 메모리 패키지 기판이 표준이며, 국내 핵심사는 심텍·해성디에스입니다.
- HBM은 인터포저 + ABF FCBGA 구조의 코패키징으로, 국내에서는 삼성전기·대덕전자가 관련 역량을 보유하고 있습니다.
- HBM 패키징은 대면적 FC 본더/TCB가 병목 장비이며, 향후 하이브리드 본딩 비중이 증가할 전망입니다.
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