[르포] 인텔 반도체 종착지 페낭 ‘PGAT’ 가다

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[르포] 인텔 반도체 종착지 페낭 ‘PGAT’ 가다

디지털데일리 발행일 2023-08-22 09:00:00

페낭(말레이시아)=김문기 기자

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[인텔 테크 투어 2023] 어셈블리&테스트 시설…차세대 칩 최종 패키징 [소부장반차장]

[디지털데일리 김문기 기자] 인텔은 21일(현지시간) 말레이시아 페낭 소재 PGAT(Assembly and Test) 시설을 글로벌 전문기자들에게 최초 공개했다. 이 곳은 인텔이 반도체를 조립하고 테스트하는 대량 생산시설로 생산 직후 각 고객사에게 전달되는 최종 거점이자 종착지다.

인텔 PGAT는 말레이시아 페낭과 쿨림 지역 내 16개 시설 중 하나다. 이 지역에서 약 2만 명이 근무하고 있다. 말레이시아는 전세계 반도체 수출 6위를 차지하고 있으며, 이 중 인텔이 차지하는 비중은 20%에 달한다. 지난 2021년 팻 겔싱어 인텔 CEO는 70억달러를 투자해 쿨림 확장 및 페낭에 신규 패키징 공장을 설립한다고 발표하기도 했다.

인텔 페낭 PGAT 입구에 들어서기 전 ‘IM50’을 가리키는 말레이시안 호랑이 캐릭터 조형물을 만날 수 있다. 인텔은 1972년 미국 이외에 지역으로 말레이시아를 첫 선택한 후 이곳에 인텔 어셈블리 시설인 A1을 구축한 바 있다. 바로 작년인 2022년이 말레이시아가 인텔에 첫 시설을 구축한지 50주년이 된 때였다. 이를 기념하기 위한 조형물인 셈이다.

시설로 들어서자 내부 직원들의 눈총이 따갑다. 시설 자체가 일반인에게 첫 공개됐다고 하니, 그들의 생경함이 느껴지는 순간이었다. 피켓을 든 인솔자를 주축으로 길게 늘어 선 줄을 마주하고 있자니 신기하기도 했겠다.

가장 먼저 들어설 곳은 ‘PGA1’이었다. 이에 앞서 방호복(?)을 입어야 한다. 이물질로부터 최대한 깔끔해야 하는 시설이다보니 몸 전체를 가려야 했다. 후드부터 고글, 일체형 방진복, 덧신에 외부 장화까지 꼼꼼하게 입고 검문대를 통과해야만 시설 내부로 들어설 수 있다. 소지품도 들 수 없다. 수첩과 펜까지 내려놔야 한다. 혹시 모를 수첩에서 날 수 있는 먼지까지 차단하겠다는 심산이다.

PGA1에서는 어셈블리 공정이 진행된다. 칩 부착 과정에서 쓸 수 있도록 패키징한 반도체 릴을 통해 PCB 기반 장착 과정(Attach)이 가장 먼저 소개된다. 반도체 릴은 마치 영사기에 장착시키는 필름과 같은 형태다. 이 릴을 장착시키면 필름 내부에 있는 반도체들을 꺼내 PCB에 안착시킨다.

이곳에서는 메테오레이크(인텔4 공정 기반 14세대 클라이언트 프로세서)와 폰데베키오(서버용 GPU 맥스)가 PCB에 올라가는 모습을 엿볼 수 있다. 포베로스 공정까지 적용된 메테오레이크의 경우 해당 공정 자체가 단순하기는 하나 다른 쪽은 바쁘게 움직인다.

이후 에폭시(epoxy) 공정에 돌입한다. 응력이 다이 전체에 균일하게 분산되도록 해준다. 에폭스를 담은 로봇이 4개로 정렬된 다이를 바쁘게 오간다. 한번에 모든 면을 처리하는 것이 아니라 한면씩 4곳을 모두 돈 후 다음 면으로 이동하는 식이다.

내부적 처리가 완료된 반도체는 외부 충격 등에 대비하기 위해 덮개를 씌워야 한다(Lid Attach). 접착을 위해 실란과 TIM(Thermal Interface Material)을 도포한다. 각 칩에 따라 도포되는 TIM의 모양이 다른 것도 눈에 띈다. 덮개의 경우 생각보다 무게가 상당하다. 내부는 금으로 도금처리됐다. 발열에 대응하기 위함이라는 설명이다.

여기까지 공정이 완료되면 일반 사용자의 경우 PC 본체를 뜯으면 볼 수 있는 프로세서 모양과 비슷한 반도체가 완성된다. 사실상 고객사에 공급할 수 있는 형태는 모두 갖춘 셈인데, 마지막 관문인 테스트를 거쳐야만 품질까지 확보할 수 있다.

여기까지 PGA1에서의 공정이 마무리된다. 이후에는 트레이를 통해 PGA2로 이동한다. PGA2의 경우 고객이 쓸 수 있는 품질 확보를 위한 환경을 마련해놓고 있다. 다행이 이때부터는 후드를 벗을 수 있다.

이 곳은 번인(burn-in) 테스트와 전기저항 테스트를 거친다. 발열뿐만 아니라 전기충격에도 버틸 수 있는지 실험한다. 또한 고객 최종 제품 테스트를 위해 모방된 플랫폼에 각 칩들을 앉혀 테스트한다(PPV). 실제 플랫폼들이 기계 후면에 아파트와 같이 빼곡하게 층을 이루고 있다. 이 곳을 로봇팔이 분주히 오르락 내리락 하면서 칩을 내려놓고 빼내기를 반복한다. 한쪽 모니터에서 작동 유무를 살펴볼 수 있다.

한편, PGAT 시설 내 고장분석 연구실을 운영해 각 칩에 대한 이상유무 및 품질 테스트를 병행하고 있다.