엠디바이스 사업보고서 (2024.12)
7. 기타 참고사항

가. 지적재산권 현황 당사는 당사가 보유한 기술력에 대하여 특허 출원, 등록 등을 통한 지적재산권 확보 노력과 함께 타인의 지적재산권 침해 방지를 위하여 노력하고 있습니다. 당사는 사업보서 제출일 현재 총 8건(국내 6건, 미국 1건, 중국 1건)의 특허 및 상표권을 보유하고 있습니다. 주로 전자파 차폐구조에 관련된 지적재산권으로써 해당 특허 및 상표권들을 기반으로 제품의 상용화를 이루어 왔습니다. 당사는 향후 응용 특허 및 신규 사업 분야에서의 신규 특허 출원을 통해 지적재산권을 더욱 확보해나갈 계획입니다. 당사가 보유한 지적재산권 내역은 다음과 같습니다.

번호	구분	내 용	권리자	출원일	등록일	적용제품	출원국

1	특허	연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법	엠디바이스(주)	2013.08.27	2014.02.14	PCB
(Printed Circuit Board)	대한민국

2	특허	PCB 고다층 제품용 리벳 및 이를 이용한PCB고다층 제품 고정 방법	엠디바이스(주)	2014.05.12	2015.10.16	PCB
(Printed Circuit Board)	대한민국

3	특허	SSD기반 클라우드 RAID 구성을
위한 입출력 성능 추정 시스템	엠디바이스(주)	2015.04.17	2015.10.26	SSD
(Solid State Drive)	대한민국

4	특허	SSD의 전자파 차폐 구조	엠디바이스(주)	2018.05.16	2019.03.18	SSD
(Solid State Drive)	대한민국

5	특허	SSD의 전자파 차폐 구조	엠디바이스(주)	2019.04.21	2020.05.26	SSD
(Solid State Drive)	미국

6	특허	SSD의 전자파 차폐 구조	엠디바이스(주)	2021.02.20	2021.05.07	SSD
(Solid State Drive)	중국

7	특허	SSD의 미디어 서버 모듈	엠디바이스(주)	2021.04.01	2022.10.25	SSD
(Solid State Drive)	대한민국

8	상표권	패스트로 상표권.jpg 패스트로 상표권	엠디바이스(주)	2021.04.02	2022.10.25	전자식 노트북등 12건	대한민국

나. 산업의 특성 (1) 시장의 특성

당사가 참여하고 있는 시장의 주요 제품군별로 다음과 같이 구분할 수 있습니다.

- 기업용 SSD- 소비자용 SSD- BGA SSD

(가) 기업용 SSD 시장[기업용 SSD 시장 요약]

구 분	내 용	구 분	내 용

시장개요	High-End 제품	SSD컨트롤러
공급사	- 품질 경쟁력 중심 미국/한국기업 (국내 S사, 미국 M사)

핵심
경쟁요소	품질
(성능 및 신뢰성)	시장 참여자	- 5대 NAND FLASH제조업체 (S사, S사, M사, K사, W사)
- 소수의 NAND 메모리 제조사
- 최종 데이터센터 고객

성능지표	안정성, 내구성 성능이 중요
소비전력대비 성능
(Performance/Watt)	고객	- 데이터 센터
- 서버 OEM

(출처: 당사자료)

기업용 SSD 시장특성은 데이터 센터, 클라우드, 빅데이터등 주로 서버내 데이터를 저장 및 처리하는 제품입니다. 특히 PCIe 인터페이스 기반의 SSD는 최근 급속도로 성장하고 AI디바이스의 방대한 데이터 처리량과 처리 요구속도를 부합하는 제품으로써 AI관련 시장의 성장과 동행하는 특성이 있습니다. 결과적으로 SSD 업체 입장에서는 데이터센터 고객들이 요구하는 보다 높은 수준의 SSD 기능 및 성능에 부합하는 PCIe NVMe 기반 기업용 SSD 컨트롤러 개발을 지속적으로 요구받고 있으며 이를 위한기술적 역량 및 난이도는 점점 더 높아지고 있습니다. 당사는 2023년부터 중국 H社에 SSD를 공급하고 있으며 추후 AI관련 수요가 폭발적으로 증가함에 따라 당사 제품 수요 증가가 예상됩니다. 또한 AI관련 서버를 마련하고자 하는 회사와 중국의 데이터 센터의 지속적인 증축 관련 중앙기업을 중심으로 고객 확대를 진행 중에 있습니다. 글로벌적으로 다양한 기업이 AI관련 방안을 마련하고 있기에 AI의 시장 성장에 따른 급속한 수요 증가가 예상됩니다.

(나) 소비자용 SSD 시장[소비자용 SSD 시장 요약]

구 분	내 용	구 분	내 용

시장개요	가성비 제품
수요 多	SSD컨트롤러
공급사	- 품질 경쟁력 중심 미국/한국기업
(국내 S사, 미국 M사)

핵심
경쟁요소	가격	시장참여자	- 가격 경쟁력 중심의 대만, 중국기업
(대만 S사, P사, I사)
- NAND 메모리 제조사
- 대만계SSD 모듈 운영 업체 제조는 대부분 중국 심천에 위치

성능지표	순간속도	고 객	- PC, 노트북OEM
- 조립PC운영 회사
- 개인 소비자에 위치

(출처: 당사자료)

당사의 소비자용 SSD는 주로 일반적으로 사용하는 PC, 노트북등에 저장 및 데이터를 처리하는 제품입니다. 소비자 SSD시장에서 크게 3가지의 제품군으로 나눌 수 있습니다.

1) DRAMLESS 2.5” SATA SSD : 정통적인 방식의 SATA 인터페이스 저가형 제품으로 주로 동남아시아나 남미에서 수요가 있고 수요 수량은 많은 편입니다.

2) DRAMLESS PCIe M.2 SSD : PCIe 인터페이스 중저가 가성비 제품으로 주로 개발도상국 및 기술적 수준이 상대적으로 높지않은 지역의 수요가 있고 수요 수량은 다소많은 편입니다.

3) DRAM포함 PCIe M.2 SSD: PCIe 인터페이스 DRAM 포함된 최고 성능의 제품으로 개발도상국 일부와 선진국 위주로 수요가 있지만 수요 수량은 다소 적은편입니다.

당사에서 주요 제조 및 판매하는 제품은 PCIe M.2 SSD제품으로 이루어져 있습니다. 소비자 시장은 제품의 성능보다 가격이 우선시 되고 있습니다.

소비자용 SSD시장은 PC, 노트북 등에 적용되는 저장장치로 PC 주요 부품인 CPU, DDR, 메인보드 등이 업그레이드 됨에 따라 저장장치도 HDD> SATA> PCIe 방식의 제품으로 업그레이드가 되고 있습니다. PCIe인터페이스의 제품은 3.0, 4.0 곧 출시될 PCIe 5.0의 인터페이스 SSD가 있으며 동일한 사이즈로 성능은 5.0제품의 경우 4.0제품대비 2배속도 구현, 4.0제품의 경우 3.0제품 대비 두배 속도의 성능을 구현하고 있습니다. 제품의 성능 지향성은 순간 최고 성능을 지향하고 있기에 성능이 높아질수록 발열량도 높아지고 있고 반도체의 제품 특성상 동작온도는 수명과 연관이 있으며 PCIe 4.0제품부터 고성능으로 지속적으로 제품이 작동하여 특정온도가 올라가면 강제로 작동을 멈추는 쓰로틀링 주1) 현상이 있어 성능을 유지하기 위한 방열 솔루션을 연구개발 중에 있습니다.

주1) 컨트롤러가 지나치게 과열될때 기기의 손상을 막고자 클럭과 전압을 강제적으로 낮추거나 강제로 전원을 꺼서 발열을 줄이는 기능이다. 성능을 강제로 낮춘다는 점에서 거부감이 들 수 있으나 발열을 제대로 제어할 수 없게 되면 기기의 수명과 배터리에 악영향을 주게 되므로 꼭 필요한 기능

(다) BGA SSD 시장[BGA SSD 시장 요약]

구 분	내 용	구 분	내 용

시장개요	High-End 제품	SSD컨트롤러
공급사	대만 S사

핵심
경쟁요소	품질
(성능 및 신뢰성)	시장참여자	산업장비 전문 기업

성능지표	내구성 및 내충격성
넓은 온도 범위	고 객	고객사와 납품 계약 진행 후 주문 제작

(출처: 당사자료)

BGA SSD는 주로 산업용 장비, 자동차(Automotive), POS 시스템, 특수 산업 분야(군용, 항공우주 등)에서 사용됩니다. 당사는 현재 산업용 장비 및 군용 분야의 제품을 주력으로 차량 및 POS 시장은 적극적으로 개척 중에 있습니다. 최근 IoT 관련 디바이스의 증가 추세로 인해 BGA SSD의 수요가 점차 확대되고 있습니다. 그러나 수요의 변동성으로 인해 제품의 가격은 다소 높은 편입니다.

다. 신규사업

(가) 반도체 적층을 통한 집적화 추세

반도체 기술의 발전과 함께 패키징 기술의 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 미세 공정 기술의 한계에 봉착하면서, 첨단 패키징 기술은 반도체 성능 향상과 소형화, 다기능 통합을 위한 필수적인 요소로 자리매김하고 있습니다. 특히 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 기술은 높은 연결 밀도, 낮은 전력 소모, 높은 신뢰성 등의 장점을 바탕으로 차세대 패키징(AVP, Advanced Package) 기술로 주목받고 있습니다.

어드밴스드 패키징(AVP, Advanced Package)는 다양한 종류의 칩을 연결하기 위해 실리콘 Interposer(복수 칩 결합을 위해 사용되는 패키지 기술)를 활용하는 고급 패키징 기술을 말합니다.

본 기술은 마이크로프로세서, 메모리 등의 칩을 연결하는데 사용되며 복잡한 회로를 미리 구성할 수 있다는 장점이 있습니다. 대표적인 예로는 Fan-out, 2.5D, 3D 패키징이 있으며, Bump 크기가 100um보다 작은 경우를 어드밴스드 패키징(AVP, Advanced Package)로 지칭합니다. 이러한 기술들은 기존의 플립 칩 패키징보다 높은 Bump 밀도를 가지며 패키지에 칩 간 많은 I/O를 유지할 수 있습니다.

하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)은 단순히 반도체 칩들을 연결하는 기술을 넘어, 어드밴스드 패키징(AVP, Advanced Package)의 혁신을 이끄는 핵심 기술입니다. 기존의 솔더 볼이나 범프를 사용하는 방식과 달리, 금속(Metal)과 유전체(Dielectric)를 직접 접합하여 반도체 칩을 연결하는 기술입니다. 즉, 칩과 칩 사이에 범프 없이 직접 연결하여 신호 전달 속도를 높이고, 전력 소비를 줄이는 것이 핵심입니다.

(나) 어드밴스드 패키지(AVP, Advanced Package)가 적용된 HBM의 출현

대만의 대표적인 반도체 기업인 TSMC는 2021년부터 DRAM에 동일한 홀을 뚫어 이를적층하는 공법을 적용하여 제품 생산을 하고 있습니다. 최근 SK하이닉스가 기술을 향상시켜 고대역폭 메모리인 HBM(High Bandwidth Memory)을 상용화하였습니다. 2022년 챗지피티(Chat GPT)의 등장 이후 AI 산업이 주목을 받으면서 HBM에 대한 수요도 큰 폭으로 증가하게 되었습니다. 현재 HBM 시장에서 가장 앞서 나가는 기업은 SK하이닉스라고 볼 수 있으며 2021년 10월 최초로 개발에 성공해 2022년 6월 양산하기 시작한 4세대 제품 'HBM3'은 SK하이닉스가 AI 산업에서 주도권을 잡는데 결정적인 기여를 하였습니다. 삼성전자도 최근 HBM3E 12단 제품 개발 완료를 알리며 시장 주도권을 잡기 위해 조직개편까지 단행하였습니다. HBM 업계 3위를 달려온 마이크론의 신제품과 같은 5세대 HBM이지만 이 반도체는 D램을 더 많이 쌓아 올려 그만큼 더 큰 용량을 구현하였습니다.

HBM은 매우 넓은 데이터 영역과 높은 대역폭을 제공하여 빠른 데이터 처리, 3D 스택형태로 인해 메모리 셀 간의 거리가 짧아지고 데이터 전송 거리가 감소해 저전력화가가능하여 전력소모 감소, 기존의 메모리 대비 훨씬 적은 물리적 공간, 사용 기기의 디자인의 자유도를 높여주어 공간의 효율성을 증대, 높은 대역폭과 저 지연 특성을 통해 데이터 접근 시간을 최소화하고 빠른 데이터 처리를 가능하게 하여 고성능 컴퓨팅, 그래픽 처리, 인공지능 등의 응용 분야에서 뛰어난 성능을 보여주고 있습니다. 또한 다양한 응용 분야에 적용하기에 유연하며 고성능 그래픽 카드부터 인공지능 시스템까지 다양한 분야에서 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

(다) 하이브리드 본딩(Hybrid bonding)을 사용해야 하는 이유

하이브리드 본딩이란 글로벌 반도체 기업들이 관심 갖는 차세대 접합 기술입니다.

칩과 칩을 범프 없이 직접 연결하는 기술로 기존의 다이렉트 본딩과 구리(Cu)본딩의 장점을 결합한 것으로 이 기술은 칩과 칩 사이의 유전체와 구리를 동시에 접합하는 것이 핵심입니다. 이는 기술적 난이도가 매우 높고 열팽창 계수가 다른 유전체와 구리를 접합하는 과정에서 발생하는 어려움이 크지만 얇게 쌓을 수 있고 높이에 대한 제한이 줄어들며 마이크로 범프를 사용하지 않아 피치를 줄일 수 있습니다. 특히 로직 반도체와 메모리 반도체 통합이 이루어지면서 하이브리드 본딩의 필요성이 커지고 있습니다. 초미세화 및 고집적화: 반도체의 미세화가 지속되면서 기존의 패키징 방식으로는 성능 한계에 부딪히고 있습니다. 하이브리드 본딩은 칩 간 연결을 더욱 밀접하게 만들어 초미세 피치와 연결 크기를 줄일 수 있어 I/O 수를 쉽게 늘릴 수 있습니다. 이는 고집적화된 반도체를 구현하는 데 필수적인 요소입니다. 고성능 및 저전력: 하이브리드 본딩은 기존의 범프를 없애 신호 전송 속도를 획기적으로 높이고 전력 소모를 줄일 수 있습니다. 이는 고성능 컴퓨팅, 인공지능, 5G 통신 등 다양한 분야에서 요구되는 높은 성능과 낮은 전력 소비를 충족시키는데 기여합니다. 3D 패키징: 3D 패키징은 다층적인 반도체 구조를 통해 집적도를 높이고 성능을 향상시키는 기술입니다. 하이브리드 본딩은 다양한 칩을 수직으로 쌓아 올리는 3D 패키징에서 핵심적인 역할을 수행하며 미세한 칩 간 연결을 안정적으로 구현합니다. AI 반도체 구현: 인공지능 반도체는 막대한 양의 데이터를 빠르게 처리해야 하므로 높은 대역폭과 낮은 지연 시간이 요구됩니다. 하이브리드 본딩은 이러한 요구를 충족시켜 AI 반도체 구현에 필수적인 기술로 꼽힙니다.

(라) 당사의 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 사업진출

당사는 2009년 설립부터 PCB 사업부에서 고 다층 회로의 적층을 주사업으로 영위하였으며 적층 시 접착제로서 필요한 절연체의 물적특성(온도와 압력에 따른 접착력)을 활용하여 회로면의 형태(회로의 집적도와 빈 공간)에 따라 다르게 채워져야 하는 절연체에 대해 최적의 온도와 압력을 산출하여 층 간 접착을 구성하는 기술을 갖고 있습니다. 또한 각 회로 층과 절연체의 특성을 고려한 수축율 관리(수축을 고려하여 절연체의 표면 당 사용량과 온도, 압력을 조절)는 다양한 제품의 생산 경험에서만 취득할 수 있는 노하우입니다.

당사는 개선된 BVH(Buried Via Hole) 적층 공법으로 단위면적당 관통 홀을 최소화하여 홀이 없는 곳에 회로를 더 그릴 수 있게 하는 방법으로 단위 면적당 용량을 늘리는전용 홀(Hole)을 심어 제품을 제조하는 적층 방법을 도입하여 생산에 적용하였습니다. 이는 고다층으로만 쌓아 해결할 수 없는 적층 방법을 개선하여 단위면적당 용량의 증대와 데이터 처리 속도를 획기적으로 개선시킬 수 있게 하였습니다.

당사는 위와 같은 기술 및 생산 노하우를 바탕으로 아래와 같은 Collective D2W Hybrid Bonding 사업에 진출하려고 합니다.

[ Collective D2W Hybrid Bonding]

HBM 공정에서 하이브리드 본딩(Hybrid bonding)은 유전체와 구리 패드가 직접 결합하여 층별 연결하고 일체화 하는 영구 결합을 말합니다. 이 결합 방식은 DRAM의 유전체를 친수성(Hydrophile)으로 활성화시킨 후에 결합하고 구리패드는 열에 의한 팽창으로 결합하는 것입니다.

Collective D2W Hybrid bonding은 3D-IC, 칩렛, 분할 및 3D 시스템 온 칩(SoC) 장치의 생산성 및 수율 향상을 위해 정렬 기능이 있는 맞춤형 임시 캐리어를 사용하여 최종 본딩 공정 전에 양호 다이(Known Good Dies, KGD)를 재배치할 수 있습니다.

향후 3D 낸드의 경우에도 D램과 마찬가지로 하이브리드 본딩 기술이 적용 및 확대될 것으로 예상됩니다. 3D 낸드의 단수는 현재의 200~300단 수준에서 향후 수년 내에 500~600단의 제품이 개발될 것으로 보이며, 이 경우, TLC 칩 기준으로 2Tb 다이(Die)가 주요 제품군이 될 것으로 예상됩니다. 그러기 위해선 선재적으로 하이브리드 공정기술 확보가 필요합니다.

(마) 제품화를 위한 Roadmap

당사는 2025년 02월 기계도입 前 BVH(Buried Via Hole) 공법에 대한 특허 출원을 완료할 예정이며 기계장치 도입 후 성공적인 제조라인 설치를 완료하고 SK하이닉스와 삼성에 HBM 제조를 위한 Sample 업체 등록을 진행할 예정입니다. 업체 등록이 완료되면 실질적인 제품 생산을 시작할 예정으로 청구일 현재 제반 기계설비에 대한 특장점을 파악하고 있습니다.

HBM의 양산을 시현하기 위해서는 보통 Sample 생산이 약 50여종이 이루어져야 합니다. 신뢰도의 완성과 고객의 다양한 특성변화에 대응하기 위해서는 더 많은 샘플 생산이 이루어져야 합니다.

제조업에 있어서 대량 양산은 Tool Change 없이 지속적으로 이루어져야만 생산성을향상시킬 수가 있습니다. 이에 양산라인과 샘플라인은 구분되어 생산을 진행하여야 합니다. 다양한 제품군의 개발은 제조에 있어서 다품종 소량 생산을 전담할 수 있는 라인의 필요성을 강력하게 요구할 것입니다. 통상적으로 시제품을 만들기 위한 샘플 생산은 투입 대비 20%의 성공률만 달성해도 시제품 생산에는 문제가 없어서 생산목표를 달성한 것으로 간주합니다. 향후 동종(同種)뿐만 아니라 이종(異種) 간의 결합이 활발하게 시도될 것이고 이에 따른 샘플라인의 필요성은 더욱 강력해 질것입니다.

동종 간에도 Die의 두께를 최소화 하도록 웨이퍼를 얇게 갈아 적층의 층수를 높이는 기술의 개발이 이루어지고 있습니다. 회로면을 더 많이 쌓아 용량을 극대화하는 대신에 두께를 더욱 얇게 만들어 단위당 용량을 늘리는 기술은 HBM의 세대 개선으로 현재는 12단을 쌓아서 만드는 HBM3E가 시장을 선도하고 있습니다. 최근 주요 IDM은 16단을 쌓는 6세대 시장을 선점하기 위하여 기술개발에 박차를 가하고 있습니다.

당사는 매년 1분기당 세대를 개선하여 2025년 4분기까지 쌓을 수 있는 최고 층수인 16단 적층 기술을 생산에 접목할 예정입니다. 이후에는 홀(Hole)의 정합(整合)을 조정하여 관통 홀이 아닌 전용 홀을 뚫어 속도와 용량을 향상시킬 수 있는 제품을 생산할 예정입니다. 본 제품의 생산이 갖는 의미는 모든 이종의 부품을 직렬로 적층 한다는 것으로 상호 간 연결 부분(Interposer)을 미세화하여 연결 부분 간 데이터 이동의 병목현상을 최소화 한다는 것입니다.

[BVH의 개념]

(출처 : 당사자료)

라. 회사 조직도