한미반도체, 연내 ‘2세대 하이브리드 본더’ 출격···20단 HBM 시대 개막

한미반도체 하이브리드 본더 팩토리 조감도. [사진=한미반도]

[이뉴스투데이 김진영 기자] 한미반도체가 고대역폭메모리(HBM) 시장에서 기존 TC(열압착) 본더 1위 지위를 유지하는 동시에, 차세대 공정인 하이브리드 본딩 시장 선점을 위한 투트랙 전략에 속도를 내고 있다.

한미반도체는 차세대 HBM 생산을 위한 ‘2세대 하이브리드 본더’ 프로토타입을 연내 출시하고 ,주요 고객사와 협업에 착수할 계획이라고 9일 밝혔다. 하이브리드 본딩은 칩과 웨이퍼의 구리(Cu) 배선을 직접 접합하는 기술로, 기존 솔더 범프를 제거해 패키지 두께를 줄이면서도 방열 성능과 데이터 전송 속도를 동시에 개선할 수 있다. 20단 이상 고적층 HBM 구현에 필수 기술로 꼽힌다.

이번 2세대 장비는 2020년 선보인 1세대 하이브리드 본더 개발 경험을 기반으로, 나노미터 단위 정밀도와 공정 안정성, 수율을 한층 끌어올린 것이 특징이다. 한미반도체는 플라즈마, 클리닝, 증착 등 공정 전반에서 국내 장비업체들과 협력을 확대하며 기술 완성도를 높이고 있다.

생산 인프라도 동시에 확충하고 있다. 회사는 인천 서구 주안국가산업단지에 약 1000억원을 투자해 연면적 4415평 규모의 하이브리드 본더 전용 팩토리를 건립 중이며, 내년 상반기 가동을 목표로 하고 있다. 해당 시설에는 반도체 전공정 수준의 ‘클래스 100’ 클린룸이 구축돼 초정밀 공정에 필요한 청정 환경을 구현할 예정이다.

하이브리드 본딩의 본격 양산 적용 시점은 2029~2030년으로 전망된다. 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 HBM 패키지 높이 기준을 기존 775㎛에서 900㎛ 수준으로 완화하는 방안을 검토하면서, 당분간은 기존 TC 본딩 공정이 시장의 중심을 유지할 것으로 예상된다.

단기적으로 TC 본더 경쟁력을 강화하면서, 중장기적으로 하이브리드 본딩 기술 전환을 준비하는 전략을 병행한다. 한미반도체는 올해 하반기 HBM 다이 면적을 확대한 ‘와이드 TC 본더’를 출시해 실리콘관통전극(TSV)과 I·O 확장 수요에 대응할 계획이다. 이를 통해 메모리 용량과 대역폭을 동시에 끌어올릴 수 있다는 설명이다.

업계에서는 한미반도체가 기존 장비에서 안정적인 수익을 확보하면서 차세대 공정으로의 전환 시점을 선제적으로 준비하는 구조를 구축했다는 평가가 나온다.

한미반도체 관계자는 “HBM용 TC 본더에서 축적한 기술과 양산 노하우를 하이브리드 본더에 적용하고 있다”며 “고객사가 차세대 HBM 양산에 돌입하는 시점에 맞춰 완성도 높은 장비를 적기에 공급할 것”이라고 말했다.