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[IT뉴스]삼성전자, AMAT·베시와 하이브리드 본딩 ‘밀착’···HBM4E 타겟 유지

온카뱅크관리자

2026-09-23 10:37:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> AMAT 하이브리드 본더 메인 장비로 두고 차세대 HBM용 기술 개발 화성에 HBM용 하이브리드 본딩 개발팀 꾸려···130명 규모로 운영 HBM4E 적용 목표···기존 TC 본딩 방식과 병행하는 듀얼 전략 검토 
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 <img alt="AMAT가 공개한 차세대 HBM 모형. 왼쪽이 하이브리드 본딩을 도입한 HBM, 오른쪽은 기존 마이크로 범프를 활용한 HBM 구조 / 사진=고명훈 기자" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/23/552777-a6ToU27/20260923103645524dwqy.jpg" data-org-width="960" dmcf-mid="txfntrb0im" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/23/552777-a6ToU27/20260923103645524dwqy.jpg" width="658">
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 AMAT가 공개한 차세대 HBM 모형. 왼쪽이 하이브리드 본딩을 도입한 HBM, 오른쪽은 기존 마이크로 범프를 활용한 HBM 구조 / 사진=고명훈 기자
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 [시사저널e=고명훈 기자] 삼성전자가 차세대 고대역폭메모리(HBM)에 적용할 하이브리드 카파 본딩(HCB) 기술 개발을 위해 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)와 장비 협력을 강화하고 있다. 현재 복수의 장비를 놓고 평가를 진행 중인 가운데 AMAT와 베시가 공동 개발한 하이브리드 본딩 시스템 '키넥스(Kinex)'를 메인으로 두고 기술 개발을 진행 중인 것으로 파악된다.
 최근 HBM 패키지 두께 기준 완화로 기존 열압착(TC) 본딩의 수명이 예상보다 길어질 것이란 전망이 나오지만, 삼성전자는 HBM4E부터 HCB를 적용한다는 기존 목표를 유지하고 있다. 이를 위해 화성사업장에 100명이 넘는 관련 인력을 모아 준양산 수준의 HCB 공정 구축과 수율 개선을 병행하고 있는 것으로 전해진다.
 23일 반도체업계에 따르면 삼성전자는 HBM용 HCB 개발을 위해 AMAT·베시를 주요 장비 협력사로 두고 관련 장비를 평가 중인 것으로 전해진다.
 반도체업계 관계자는 "삼성전자는 하이브리드 카파 본딩 개발을 위해 여러 장비를 평가 중인데, 그중에서도 AMAT·베시를 메인 장비업체로 두고 개발 중이라고 보면 될 것"이라며, "그간 협업 과정에서 어려움도 있었지만 최근 장비사에서 고객사 요청에 적극적으로 대응하면서 다시 분위기가 좋아진 것으로 안다"고 말했다.
 AMAT와 베시가 공동 개발한 키넥스는 다이 투 웨이퍼(D2W) 방식의 통합형 하이브리드 본딩 시스템이다. HCB는 기존 TC 본딩과 달리 마이크로 범프를 사용하지 않고 칩의 구리 배선을 직접 연결하는 기술로, 칩 사이 간격을 줄일 수 있어 HBM을 높게 쌓을수록 전체 패키지 두께와 열 특성 측면에서 유리하다.
 키넥스는 AMAT가 보유한 웨이퍼·칩 가공 및 표면처리 기술에 베시의 고정밀 다이 배치와 본딩 기술을 결합하는 구조다. 습식 세정과 플라즈마 활성화, 계측, 본딩 등 HCB에 필요한 주요 공정을 하나의 시스템 안에서 처리함으로써 공정 사이 대기시간과 오염 가능성을 낮추는 것이 특징이다.
 실제 키넥스의 핵심 본딩 모듈에는 베시의 하이브리드 본더가 적용된다. 베시는 다이 배치·본딩 기술을 담당하고, AMAT는 이를 전후 공정과 결합해 하나의 HCB 시스템으로 통합하는 역할을 맡는다. AMAT는 키넥스를 연구개발(R&amp;D)부터 초기 생산, 대량 양산까지 확장할 수 있도록 모듈형으로 설계했다.
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 무쿤드 스리니바산 AMAT 그룹 부사장은 지난달 국내 미디어브리핑에서 "하이브리드 본딩에서 D2W와 웨이퍼 투 웨이퍼(W2W) 중 어떤 방식을 채택할지는 고객의 영역이지만, AMAT는 필름이나 구리 증착, 구리 CMP와 같은 본딩 관련 기술부터 본딩 후 어닐링, 계측·검사 장비까지 고객이 다양한 기술을 개발할 수 있는 기반 기술을 제공하고 있다"며, "범프 본딩 이후 하이브리드 본딩이 더 큰 장점을 갖는 것은 분명하다. 열효율과 다이 집적도가 향상되기 때문에 3D 적층 전반에서 하이브리드 본딩이 필요하며, 이에 관심을 가진 많은 고객들과 협력하고 있다"고 설명했다.
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 <img alt="삼성전자의 HBM4E 시제품 / 사진=삼성전자" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/23/552777-a6ToU27/20260923103646907keop.jpg" data-org-width="960" dmcf-mid="FoiwKWMVLr" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/23/552777-a6ToU27/20260923103646907keop.jpg" width="658">
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 삼성전자의 HBM4E 시제품 / 사진=삼성전자
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 삼성전자는 HBM4E 적용을 목표로 HCB 개발 조직과 설비 구축을 확대하고 있다. 업계에 따르면 삼성전자는 최근 기존 양산라인에서 공정별 설비 인력을 차출해 HCB 개발을 위한 별도 조직을 구성한 것으로 전해진다. 관련 인력은 약 130명 규모로, 현재 화성사업장을 중심으로 HBM HCB 공정을 개발 중이다.
 다만, 아직 양산 수준의 수율 확보에는 어려움을 겪고 있다. 통상 수율이 60% 이상으로 올라서는 시점을 양산 체계 전환을 위한 주요 기준으로 보고 있지만, 현재 삼성전자의 HBM용 HCB 수율은 50%대 수준에 머무는 것으로 전해진다.
 최근엔 HBM 패키지 두께 규격이 완화되면서 업계 전반의 HCB 도입 시점이 예상보다 늦춰질 가능성도 제기된다. 국제반도체표준화기구인 제덱(JEDEC)은 차세대 HBM에서 두께 규격 추가 완화를 논의 중인 것으로 전해진다. 업계에선 HBM5 등 향후 20단 적층 제품을 겨냥해 현재 검토 중인 약 900㎛ 수준의 패키지 높이를 최대 1000㎛ 안팎까지 확대하는 방안이 논의되는 것으로 알려졌다. 규격이 추가 완화될 경우 메모리 제조사들이 HCB를 서둘러 도입해야 할 필요성은 낮아질 수 있다.
 그럼에도 삼성전자는 HBM4E를 HCB의 첫 본격 적용 제품으로 삼는다는 목표를 유지하고 있는 것으로 파악된다. 내부적으로는 내년 3월을 주요 개발 목표 시점 중 하나로 설정한 것으로 전해진다.
 앞서 삼성전자는 지난 5월 엔비디아 등 주요 거래선에 HBM4E 12단 샘플을 공급해 현재 품질 검증을 진행 중이다. 향후 HCB에서도 양산 수준의 안정적인 수율을 확보할 시 기존 TC 본딩 방식과 함께 두 기술을 병행하는 듀얼 전략으로 대응한단 구상이다.
 삼성전자는 지난 3월 열린 엔비디아 GTC 2026에서도 HBM4E와 함께 HCB 기술을 공개한 바 있다. 당시 회사 측은 HCB를 적용하면 기존 TC 본딩 방식 대비 열저항을 20% 이상 낮추고 16단 이상의 고적층 HBM을 구현할 수 있다고 설명했다.
 또 다른 업계 관계자는 "현재 HBM에서 TC 본딩으로 대응할 수 있는 범위가 예상보다 넓어지면서 하이브리드 본딩의 본격적인 양산 적용 시점 자체는 유동적"이라면서도, "다만 향후 적층 단수가 늘어나고 인터커넥트 피치가 미세해질수록 하이브리드 본딩이 필요해지는 방향 자체는 바뀌지 않을 것"이라고 말했다.
 한편, SK하이닉스도 차세대 HBM에 적용할 하이브리드 본딩 기술 개발을 지속하고 있다. 업계에 따르면 SK하이닉스는 한화세미텍·제우스 등 국내 장비업체들로부터 D2W 방식의 하이브리드 본딩 시스템을 도입해 기술 개발을 진행 중이며, 아울러 기존 TC 본더 공급망을 활용하는 등 장비사와의 협업을 다각도로 검토 중인 것으로 전해진다.
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