최근 개인용 이동통신기기 및 각종 기기의 모바일화가 진행됨에 따라 시스템 레벨의 소형화 및 다기능화가 요구되면서 다양한 칩을 한 개의 패키지에 구현하는 ‘3차원 시스템인패키지(3D-SiP)’에 대한 관심이 고조되고 있다.

종래 휴대용 기기는 메모리 등 개별소자들이 각각의 패키지의 형태로 내장되어 상호 연결되었으나, SIP기술을 활용하면 이 모든 개별소자들을 하나의 패키지 안에 내장하므로 제품을 소형화할 수 있고, 소비전력을 감소시키면서 다양한 기능을 구현할 수 있는 기술이다.

이에 따라 국내 반도체업체도 특히 메모리, 로직디바이스, 센서, 컨버터 등에 대한 SiP에 대한 개발을 서두르고 있는 상황이다.

그러나 3차원 패키지(3D-SIP)에 대한 주요 핵심기술은 이미 미국과 일본이 선점한 것으로 보인다. 다만 아직은 개발 초기단계로 특허등록건수도 미미한 상태이므로 우리가 기술개발을 서둔다면 충분히 기술경쟁력을 확보할 수 있는 분야이다.

중요성이 대두되고 있는 3차원 패키지에 대한 우리나라와 주요국의 특허동향을 보면,

◆ 국내특허동향

3D-SIP 기술 관련 국내에 출원된 특허는 총 15건으로 이 중 한국인이 출원한 특허가 8건(삼성 5건, 앰코 2건, 하이닉스 1건)이고 일본인이 출원한 특허가 7건(도시바 2건, 세이코엡슨 2건, 신코 2건, 후지쯔 1건)으로서 일본의 한국 내 적극적인 특허권리 확보 노력이 우려되는 상황이다. 다만 다행스러운 것은 국내에 출원된 특허건수가 워낙 적기 때문에 향후 국내기업의 회피 및 대응특허 출원이 비교적 용이할 것으로 판단된다.

◆ 일본특허동향

일본의 경우 출원 상위 5개사(세이코엡슨, 도시바, 후지쯔, 샤프, 신코)가 전체출원의 70%를 차지하며, 일본인 출원인이 전체등록특허건수의 94%를 차지하고 있다. 특이한 점은 NEC-미쯔비시, 도시바-샤프 등 기업간 공동연구가 활발한 것인데 이는 대규모 투자비가 소요되는 SIP기술의 문제점을 극복하기 위한 노력의 결과라고 생각된다.

◆ 미국특허동향

미국의 경우 출원 상위 5개사(마이크론, 도시바, 세이코엡슨, IBM, 신코)가 전체 출원의 40%를 미국인이 출원한 특허건수 및 일본인이 출원한 특허건수가 전체등록특허건수의 각각 56% 및 31%를 차지하고 있다. 미국 등록 특허의 우수성을 간접적으로 나타내는 등록특허의 인용지수 CPP(Cites Per Patent)를 살펴보면 미국인이 출원한 특허의 CPP는 26.8인 반면 일본인이 출원한 특허의 CPP는 2.3으로 나타나 미국특허가 상대적으로 일본특허보다 질적으로 우수한 것으로 나타났다.

◆ 핵심기술분야 분석

3D-SIP관련 한국, 일본, 미국특허의 핵심기술을 분석하여본 결과 “홀 형성 방법”, “홀 충진 방법” “홀 형성물질”, “홀의 형태”, “기판을 얇게 하는 기술”, “접합기술”등 크게 6가지 기술로 구분할 수 있었으며, 미국과 일본의 선행 출원(등록)에 의해 3D-SIP 기술의 중요한 특허권리범위는 선점된 것으로 판단된다.

◆ 결론 및 대응

한 달 전에 구입한 전자제품은 더 이상 신형이 아닌 세상이 오고 있다. 이렇게 놀라운 전자제품의 발전속도는 우리에게 3D-SIP기술을 요구하고 있다. 문제는 3D-SIP기술의 주요핵심기술이 이미 미국과 일본에 의해 선점된 것이다. 지금이라도 새로운 기술개발 및 회피 및 대응 특허 개발에 전력을 기울여야 할 때이다.



용어정리

※ CPP(Cites Per Patent)는 등록특허의 인용지수로서 특허의 피인용건수를 의미

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