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[IT뉴스]“더 높이 쌓아라”… 차세대 HBM 장비 개발 전쟁

온카뱅크관리자

2025-08-27 06:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 한화·LG 등 대기업 참전 주도권 경쟁 치열 
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 <img alt="한미반도체의 HBM4용 TC 본더./한미반도체" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/27/chosun/20250827060227923xayd.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="1lFHAKDxZP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/27/chosun/20250827060227923xayd.jpg" width="658">
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 한미반도체의 HBM4용 TC 본더./한미반도체
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 차세대 고대역폭 메모리(HBM) 반도체 장비 시장을 선점하기 위한 경쟁이 치열하다. HBM은 D램을 여러 층 쌓아 만드는 고성능 반도체로, 한 번에 많은 데이터를 처리할 수 있어 AI(인공지능) 시대 핵심 부품으로 꼽힌다. AI 가속기에 탑재되는 HBM은 세대가 거듭할수록 더 높은 성능을 요구하고 있다. 그만큼 HBM에 들어가는 D램의 층수도 높아져야 한다.
 현재의 기술로는 높은 층을 쌓는 데 한계가 있기 때문에 더 높이 쌓기 위한 반도체 장비 필요성이 커지고 있다. 이를 가능하게 할 기술이 ‘하이브리드 본딩’ 장비다. 테크 업계 관계자는 “HBM 시장은 앞으로도 계속 성장하는 만큼 이를 구현할 수 있는 장비 업체들의 주도권 싸움은 더욱 거세질 전망”이라고 말했다.
 ◇반도체 장비도 세대교체 중
 현재 HBM을 만드는 데 사용되는 장비는 ‘TC 본더’다. D램을 여러 층 쌓고 열과 압력을 가해 D램을 붙이는 장비다. 현재는 D램과 D램 사이에 전기 신호를 보내는 돌기(범프)를 넣어 이어 붙이는 방식을 쓴다. HBM용 TC본더 시장에서 한미반도체가 시장 점유율 약 70%로 1위다.
 차세대 제품부터 HBM 높이의 물리적 한계를 극복하기 위해 돌기를 없애고 직접 D램끼리 붙이는 방식을 쓸 것으로 예상한다. 이를 하이브리드 본딩이라고 한다. 현재 HBM은 TC본더를 이용해 12단(HBM3E)까지 제작할 수 있고, 엔비디아는 차세대 제품인 ‘루빈’에 16단 HBM을 탑재할 예정이다. JP모건에 따르면 2026년 12단 HBM의 비율은 전체의 73%에 달할 것으로 보인다. 하지만 20단 이상부터는 TC본더만으로는 HBM 제작에 한계에 이를 것이란 게 반도체 업계의 시각이다. D램 층수를 높일수록 전체 두께가 두꺼워지고, 신호 지연과 전력 소모 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
 이런 기술적 한계로 SK하이닉스와 삼성전자, 마이크론은 20단(HBM5) 이상부터는 하이브리드 본딩 장비를 사용할 것이란 예상이다. 하이브리드 본딩 장비는 기존 장비와 달리 D램 사이의 전기적 신호를 연결하는 돌기(범퍼) 없이 D램끼리 직접 연결한다. D램 사이 공간이 줄어들어 같은 높이라도 더 많은 D램을 쌓을 수 있고, 신호 전달 속도도 높일 수 있다. 이르면 HBM4부터 하이브리드 본딩 장비를 적용할 수 있을 것이란 예측도 나온다. HBM용 반도체 장비 시장에서도 세대교체가 시작된 것이다. 시장조사 업체 베리파이드 마켓 리포츠에 따르면 세계 하이브리드 본딩 장비 시장 규모는 2024년 15억달러에서 2033년 32억달러로 2배 이상 급증할 전망이다.
 이를 위한 국내 기업들의 주도권 다툼이 시작됐다. 한미반도체는 하이브리드 본딩 장비 시장에서도 1위를 굳히겠다는 전략이다. 한미반도체는 최근 HBM 하이브리드 본딩 기술에 1000억원을 투자한다고 밝혔다. 연면적 1만4571㎡(약 4415평), 지상 2층 규모로 하이브리드 본더 팩토리를 건립 중이며, 2027년 말 하이브리드 본딩 장비를 출시할 계획이다. 또한 국내 반도체 장비 기업인 테스와 하이브리드 본딩 기술을 협력할 예정이다.
 ◇차세대 장비 누가 선점할까
 HBM 장비 후발 주자들은 세대교체 시기에 승부를 보려 한다. 한화세미텍은 최근 차세대 반도체 장비 개발 조직인 ‘첨단 패키징 기술센터’를 신설했다. 이 조직은 하이브리드 본딩 등 신기술 개발에 집중할 계획이다. 앞서 한화세미텍은 2021년 SK하이닉스와 협력해 1세대 하이브리드 본딩 장비를 개발했고, 연말 2세대 장비 개발을 완료할 예정이다. LG전자 생산기술원도 하이브리드 본딩 장비 개발에 착수했다. 오는 2028년 하이브리드 본딩 장비 양산을 목표로 하고 있다. 하이브리드 본딩 장비의 가격은 기존 TC본더의 두 배 이상으로 알려져 있어, 후발 주자들이 시장을 선점하면 큰 수익을 올릴 수 있을 것으로 예상된다.
 한국이 주도하는 HBM 장비 시장에 해외 기업들도 추격 중이다. 네덜란드 장비 기업 베시는 지난 2분기 실적 발표에서 앞으로 하이브리드 본딩 장비에 대한 주문이 늘어날 것이라고 내다봤다. 리처드 블릭먼 최고경영자(CEO)는 “주요 메모리 생산업체 두 곳으로부터 HBM4를 위한 하이브리드 본딩 장비 주문을 받았다”며 “2026~2028년 고객사들이 새로운 장비 도입이 예상되면서 고급 패키징(조립) 수요는 강세를 유지할 것”이라고 했다. 싱가포르 ASMPT도 16단과 20단 HBM을 제조할 수 있는 하이브리드 본딩 장비를 개발 중이다.
 ☞TC 본딩 및 하이브리드 본딩 장비
 고대역폭메모리(HBM)를 제조하는 데 필수적인 장비다. HBM은 D램을 쌓아 만드는데, TC 본더는 열과 압력을 가해 여러 층의 D램을 일정한 간격으로 결합시킨다. D램과 D램 사이에 전기 신호를 보내는 돌기(범프)를 넣어 이어 붙이는 방식을 쓴다. 단수가 더 높아지는 차세대 제품부터 HBM 높이의 물리적 한계를 극복하기 위해 돌기를 없애고 직접 D램끼리 붙이는 방식을 쓰는데, 이를 하이브리드 본딩이라고 한다.
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