"고적층 HBM4 사활"…하이브리드 본더 구매 줄잇는다

[이데일리 김응열 기자] 16단 이상 차세대 고적층 고대역폭메모리(HBM) 시장을 선점하려는 메모리 기업들의 경쟁이 벌써부터 치열해지고 있다. 차세대 HBM에 필수적인 하이브리드 본딩 기술을 개발하기 위한 관련 테스트용 장비 구매가 줄을 잇고 있다. 특히 6세대 HBM4 시장을 선점하기 위한 신기술 개발 경쟁이 격화하는 모습이다.

네덜란드 반도체 장비 기업 베시의 하이브리드 본딩 장비 Datacon 8800 CHAMEO advanced. (사진=베시)

18일 업계에 따르면 네덜란드 반도체 장비 기업 베시(BESI)는 최근 메모리 기업 두 곳에서 하이브리드 본더 주문을 받았다. 이번에 주문 받은 장비는 6세대 HBM4 개발을 위한 테스트용으로 쓰일 전망이다.

리처드 브릭만 베시 최고경영자(CEO)는 지난달 말 올해 1분기 실적을 발표하면서 “두 곳의 선도적인 메모리 제조사가 하이브리드 본더를 주문했다”고 설명했다.

베시는 하이브리드 본더를 주문한 고객사 명칭을 구체적으로 언급하지 않았다. 다만 ‘선도적인 메모리 제조사’라고 언급한 만큼 후보군은 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론으로 좁혀진다. 이들은 모두 HBM4 개발에 공을 들이는 기업이다.

베시는 세계에서 하이브리드 본딩 장비를 만드는 몇 안 되는 반도체 장비 회사다. 현재는 HBM을 만들 때 D램을 쌓으면서 사이사이에 범프를 넣어 연결하지만, 하이브리드 본딩은 범프 없이 D램을 서로 직접 붙이는 방식이다. 이때 각 칩끼리의 구리 및 유전체를 접합하는 작업이 필요한데, 베시는 이 공정에 쓰이는 반도체 장비를 생산한다.

하이브리드 본딩은 HBM 사양이 높아질수록 피할 수 없는 공법이다. 고사양 HBM은 D램을 많이 쌓기 때문에 점점 높아지는데 범프를 제거하는 하이브리드 본딩 특성상 칩 전체 두께를 얇게 만들 수 있다.

(그래픽=문승용 기자)

삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론은 모두 차세대 HBM에 하이브리드 본딩을 적용할 예정이다. 삼성전자는 이미 16단 HBM을 하이브리드 본딩 공법으로 만들어 정상 작동 여부를 확인했다. HBM4를 하이브리드 본딩으로 만들겠다는 방침 역시 여러 차례 밝혀 왔다. 국제반도체표준화기구(제덱·JEDEC)가 HBM4 표준 규격을 업계 예상보다 완화한 수준으로 발표하며 HBM4 평균 높이에 여유가 생겼지만 하이브리드 본딩을 활용하면 데이터 처리 속도가 더 빨라질 수 있어 예정대로 하이브리드 본딩을 적극 활용하려는 모습이다.

SK하이닉스는 20단 HBM4E부터 하이브리드 본딩을 도입할 계획이다. 이강욱 SK하이닉스 부사장은 지난달 대한전자공학회가 주최한 학술행사에서 “HBM4 16단까지는 기존 기술로 적층이 가능하다고 본다”며 “20단부터는 하이브리드 본딩이 베이스가 될 수 있도록 준비하고 있다”고 언급했다.

마이크론은 하이브리드 본딩보다 기술 난이도가 낮고 기존 MR-MUF나 TC-NCF보다 칩 두께를 줄일 수 있는 플럭스리스 본딩 도입을 검토 중이다. 다만 하이브리드 본딩 개발에도 동시에 힘을 싣고 있다.

반도체업계 관계자는 “하이브리드 본딩은 HBM뿐 아니라 고사양 낸드플래시 제조에도 쓰이는 기술”이라며 “차세대 시장을 공략하기 위한 하이브리드 본딩 경쟁이 더 치열해질 것”이라고 말했다.