삼성전자는 도입 일정에 관해 구체적으로 언급한 적이 없습니다. 지난 4월 광주국립아시아문화전당에서 열린 ‘한국마이크로전자및패키징학회 2024 학술대회’에서 하이브리드 본딩을 적용한 16단 HBM 시제품을 만들었다고 밝힌 정도입니다. 두 회사 모두 12단 HBM4까지는 기존 방식을 유지할 것으로 예상되나 16단 제품부터는 하이브리드 본딩을 도입할 가능성이 열려있습니다.
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과팽창 우려가 있는 만큼 유전체와 구리를 웨이퍼에 채울 때 적절한 비율을 잘 찾아야 합니다. 구리 팽창으로 칩을 연결하니 구리 품질도 중요하겠죠. 발열을 줄이기 위해 붙이는 수만 개의 더미 범프 역할을 대체할 방법 역시 찾아야 합니다.
기술 난도가 높다는 건 공정 시간이 늘고 생산 단가가 오른다는 뜻입니다. 안정적인 수율 확보도 쉽지 않습니다. 이런 탓에 업계에선 하이브리드 본딩을 적용해 제품을 만들 경우 기존 TC-NCF나 MR-MUF 방식보다 3~4배 비쌀 것으로 보고 있습니다.
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SK하이닉스는 지난해 R&D에 4조1884억원을 썼습니다. 지난해는 1~3분기 기록한 영업손실로 인해 적극적으로 R&D 금액을 늘리기 어려웠고 이에 전년도인 2022년 4조9053억원보다 소폭 줄었습니다. 그러나 매출액 대비 R&D 비중으로는 2022년 11%에서 지난해 12.8%로 늘었습니다.
하이브리드 본딩을 구현하려면 우수한 장비도 필요합니다. CMP 장비와 플라스마 조사에 필요한 장비는 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)라는 미국 기업이 잘 만듭니다. 구리와 유전체를 정밀하게 붙이는 장비는 네덜란드 반도체 장비회사 베시(BESI)가 세계에서 유일하게 만들고 있습니다.
국내 반도체 장비업계에서도 시장에 진출하기 위해 하이브리드 본딩 장비 개발에 매진하고 있습니다. 한화정밀기계는 국내 전공정업체인 제우스와 하이브리드 본딩 장비를 준비 중입니다. TC본더로 유명한 한미반도체는 2026년 하이브리드 본더를 내놓는 등 HBM 기술 흐름에 맞춰 새로운 장비를 갖춘다는 청사진을 소개한 바 있습니다.
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