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반도체 이야기

[반도체 이야기] Mobile AP (Application Processor), 2편 Embedded Cu block 몇 년 전에 기판을 제작하는 한 회사에서 Cu block을 사용해서 AP 발열 성능을 개선했다는 뉴스가 있었습니다. AP 패키지에 사용하는 기판에 특히 hot spot이 발생하는 곳 바로 아래에 Cu block을 집어넣는다는 발상입니다. 어느 칩이든지 Hot spot이 발생할 수 있습니다. 특정 기능을 작동하면 칩의 일부 면적에서만 발열할 수 있고 그 부분만 상당히 뜨거워지는 현상이 발열할 수 있습니다. Cu block이 과연 얼마나 효과가 있는지 평가해봤습니다. 유한요소 분석을 했습니다. 조건은 역시 JEDEC에서 규정한 보드와 실험조건을 그대로 모사했습니다. AP 칩 내에 1W의 Hot spot이 있다고 가정하고 그 위치 아래에 Cu block 역시 모사하였습니다. 결..
[반도체 이야기] Mobile AP (Application Processor), 1편 Mobile AP (Application Processor) 안녕하세요. 어김없이 한 달은 금방 지났고 기다리시던 독자분들을 위해 어떤 이야기를 할까 고민했습니다. 이번에는 모바일 AP와 패키징에 관해서 이야기하려고 합니다. 메이저 회사들은 앞다투어 최신 스마트폰을 출시하고 있습니다. 성능만 놓고 보자면 10여 년 전의 데스크톱보다도 훨씬 더 좋은 것 같습니다. 크기는 말도 안 되게 작은데 기능이나 성능은 비약적으로 발전했다고 볼 수 있습니다. 컴퓨터에는 크게 세 가지 중요한 칩이 있습니다. 흔히 알고 있는 CPU가 있습니다. 다음으로는 North bridge, South bridge chip이 있습니다. CPU에서 연산한 데이터를 주고받는 North bridge가 있고 키보드, 마우스, USB, 모니터..
[반도체 이야기] 반도체 패키징과 유한요소 해석, 2편 (지난 호에서 이어집니다) 시뮬레이션보다는 ‘유한요소 해석’이라는 표현이 정확합니다. 앞에서 말한 스프링을 요소 (Element)라고 지칭합니다. 우리 주변에 모든 것들을 이런 Element로 표현할 수 있는데요, 이런 과정을 전 처리 (Pre-processing)라고 합니다. 실제 형상과 똑같이 만들려면 Element 개수를 늘리면 됩니다. 그런데 Element의 개수가 많아질수록, 계산하는데 시간이 오래 걸립니다. 그래서 결과에 크게 미치지 않는 범위 내에서 Element의 개수를 조절할 필요가 있습니다. 유한한 개수의 Element로 형상을 만들고 계산하는 방법이 바로 유한요소 해석 (FEM : Finite Element Method)이라고 합니다. 이 얘기를 하려고 멀고 먼 길을 지나왔습니다. 요..
[반도체 이야기] 반도체 패키징과 유한요소 해석, 1편 안녕하세요, 앰코인스토리 독자 여러분! 한 달이 금방 돌아오네요. 오늘은 필자가 하는 일에 관해서 이야기하려고 합니다. 필자는 패키지의 특성 분석 업무를 하고 있고, 소위 말하는 ‘시뮬레이션’을 하고 있습니다. 시뮬레이션이란 말을 들으면 어떤 느낌인가요? 컴퓨터 화면에는 입체적인 형상과 알록달록한 색으로 변형이 일어나는 장면이 떠오르지 않나요? 이번에는 시뮬레이션이 무엇이고 패키지 분야에서 어떤 일을 하고 있는지 살펴볼까 합니다. 사실 대학을 졸업하고 먼지가 소복하게 쌓인 전공 책을 다시 펼치는 기분입니다. 말로만 듣던 시뮬레이션의 원리가 무엇인지 소개하여 이해하는 데 도움이 되길 바랍니다. 유한요소 해석 Finite Element Method 시뮬레이션의 사전적인 정의는 ‘복잡한 문제나 사회 현상 따위..
[반도체 이야기] 반도체 패키징 소재와 원가절감 이야기, 2편 안녕하세요, 앰코인스토리 독자 여러분! 완연한 봄이네요. 꽃 피고 따뜻한 날이 많아서, 필자는 겨우내 무거웠던 옷도 정리하고 봄맞이 대청소도 하면서 조금씩 봄을 즐기고 있습니다. 지난달에 언급했던, 원가절감에의 노력에 대한 이야기를 이어가겠습니다. 지난 호에는 재료에 대해 살펴봤다면, 이번에는 제조공정과 패키지 구조에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 대면적화 반도체 장비들은 대부분 1년 365일 멈추지 않고 가동됩니다. 간혹 뉴스에서 반도체 공장에 정전이 발생해 큰 손해를 봤다는 소식을 접할 수 있는데요, 그만큼 세밀하고 민감한 공정이라 장비 역시 일정한 상태를 유지해야 합니다. 그래서 꺼지지 않고 항상 유지가 되어 있어야 하지요. 장비가 쉬지 않고 가동되고 있다면, 같은 시간 내 더 많은 제품을 생산해야..
[반도체 이야기] 반도체 패키징 소재와 원가절감 이야기, 1편 반도체와 원가절감 안녕하세요, 앰코인스토리 독자 여러분! 2월이 가고 3월이 오고 있습니다. 추었던 겨울을 뒤로 한 채 따뜻한 봄이 오기를 간절히 바라봅니다. 얼마 전, 대형마트 한쪽에 전시된 가전제품 코너를 둘러봤습니다. 남자라서 그런지 다른 것보다 TV가 눈에 들어왔습니다. 얇고도 넓은 화면에서 탄성을 자아낼 만한 화려한 장면에 한동안 넋을 잃고 쳐다봤습니다. 예상보다 싼 가격에 꼭 사고 싶다는 마음이 좀처럼 떠나지 않았습니다. 불과 몇 년 전과 비교해도 성능은 더 좋아지고 화면 크기보다 가격은 반대로 그대로이거나 더 낮아졌습니다. 고등학교 시절, 아버지 몰래 들고 온 휴대전화를 자랑하던 친구가 있었는데 전화만 되던 벽돌보다 큰 핸드폰이 200만 원 가까이한다는 사실에 큰 충격을 받았습니다. 하지만 ..
[반도체 이야기] 패키지의 시작, 2편 (지난 호에서 이어집니다) 그리고 한 가지 더, 리드프레임 패키지보다 패키지 아래 전 면적에 입출력 단자를 배치시킬 수 있는데요, 이를 BGA(Ball Grid Array)라고 부릅니다. 빠지는 곳 없이 전 면적으로 빼곡히 채우고, BGA의 피치가 작아질수록 사용할 수 있는 입출력 단자의 개수도 많아집니다. ▲리드프레임 패키지의 와이어 본딩 연결 ▲ 복잡한 PCB 설계 사진출처 : https://goo.gl/edkd7K 그렇다고 마냥 PCB만 선호할 수는 없습니다. 당연히 리드프레임보다 비싸지기 때문입니다. 배선층이 2개, 4개 등 한없이 많아질 수 있지만, 그만큼 만들기도 어렵습니다. 자, 이렇게 비유해 볼게요. 집 앞에 잠깐 나가서 음료수와 과자 몇 봉지를 사려는 데 결혼식에나 어울릴 법한 옷을 차려..
[반도체 이야기] 패키지의 시작, 1편 패키지 설계 안녕하세요? 앰코인스토리 독자 여러분, [반도체 이야기]의 새로운 필자인 정규익 책임입니다. 2017년을 맞아 제가 새롭게 이야기를 이어 나가려고 해요. 저는 설계팀으로 입사해서 6년 정도 설계 업무를 했습니다. 입사하기 전까지는 패키지가 무엇인지도 몰랐습니다. 하지만 많은 분의 도움을 얻어서 패키지에 문외한이었던 제가 패키지 전반에 대해 잘 이해할 수 있었습니다. 그래서 첫 번째 이야기로, 패키지 설계에 관해 이야기해보려 합니다. 사전적 의미의 ‘설계’는 기계, 기구, 장치 등을 생산할 때 사용 목적에 만족하도록 기구, 구조, 각 부의 재료, 형상, 크기, 그 밖에 제작에 관한 일체의 것을 계획하고 결정하는 것이라고 되어 있습니다. 느낌만으로도 알 수 있는 단어인데 사전적 의미는 이렇게 복..