출처 : SONOW
현황/배경: 대역폭의 갈증과 패키징 병목
초거대 모델의 파라미터와 시퀀스 길이가 늘며 메모리 대역폭이 성능의 상한을 결정한다. GPU·가속기 보드는 HBM3E 다이 적층을 늘려 대역폭을 확장했지만, 열 밀도·전력 무결성(PI)·수율이 한계로 부상했다. HBM4 전환은 I/O 폭 확대와 신호 속도 상향을 동반해 인터포저 라우팅, 전력/접지 네트워크, 신호 무결성(SI)의 난도가 동시에 오른다. 결과적으로 TSV 가공, 본딩 정밀도, 기판·인터포저 공급이 통합 병목으로 작동한다.
심층 분석: 공정·설계·운영의 3레버
공정: 깊은 TSV는 저항/용량 증가로 지연과 발열을 키운다. 하이브리드 본딩은 마이크로 범프 대비 접촉 저항과 패러시틱을 줄여 전력 효율과 신호 품질을 개선한다. CoWoS의 대면적 인터포저는 레티클 한계와 쿼드-리티클 조합에서 수율 손실이 크다. FOPLP는 패키지 형태 자유도가 높아 열 분산 이점이 있으나, 라우팅 밀도와 기판 강성 관리가 과제다.
설계: 전력 무결성 확보를 위해 PDN 임피던스 목표를 주파수 대역별로 정의하고, on-die/패키지/보드에 분산된 디커플링을 배치한다. 열 설계는 핫스팟 예측과 베이퍼 챔버/수랭·액침과의 공진을 고려해야 한다. 신호는 채널 손실·크로스토크를 동시에 최적화하는 코-옵티마이제이션(die–interposer–board)이 필수다.
운영: 캐파는 장비 리드타임과 소재 리스크가 좌우한다. 포토/식각/도금 장비 증설, 얇은 코어 기판과 저유전 소재, 포토레지스트/동박/BT 레진의 다변화가 안정성을 높인다. 인터포저·기판 단일 벤더 의존은 납기 변동성을 키우므로 LTA(장기공급계약)와 멀티소싱이 방파제다.
전망/시사점: HBM4 세대의 승부처
HBM4는 채널 수 증가와 핀 피치 축소로 설계—제조의 동시 최적화가 요구된다. 패키지 스택 높이와 압축 응력은 신뢰성의 핵심이며, 워프/크랙 관리가 불량을 가른다. 전력 효율은 본딩·PDN·메모리 컨트롤러의 합성 효과로 결정되며, 패키지 열 저항을 낮추지 못하면 클럭을 올려도 성능은 제한된다.
결론/제언: 실행 체크리스트 9
제언 1: TSV/본딩/인터포저를 포함한 패키지 DRAM 가공 SPC를 구축해 수율을 실시간 가시화하라. 제언 2: die–interposer–board 코-시뮬레이션을 표준화하고 PI/SI/열을 동시 최적화하라. 제언 3: 하이브리드 본딩 파일럿 라인을 조기에 띄워 신뢰성 데이터를 축적하라. 제언 4: FOPLP와 대면적 CoWoS의 포트폴리오를 병행해 제품군별 적합 구성을 도출하라. 제언 5: 베이퍼 챔버·수랭·액침의 열-전력 공진을 시뮬레이션으로 검증하라. 제언 6: 얇은 코어 기판·저유전 소재의 멀티벤더를 확보하라. 제언 7: 인터포저/기판 LTA와 공급망 리스크 스코어를 분기별로 업데이트하라. 제언 8: 패키지 레벨 BIST와 조기 스크리닝으로 시스템 단계 재작업을 최소화하라. 제언 9: 제품군별 대역폭/W당 성능/원가를 KPI로 공개 관리해 의사결정을 가속하라.