"HBM4E `하이브리드 본딩` 상용화 관건은 기술보다 비용"

SK하이닉스가 지난 1월 CES 2025에서 공개한 HBM3E 16단 제품 모형도. SK하이닉스 제공.

내년 하반기 양산이 예정된 7세대 고대역폭메모리(HBM4E)에 적용되는 '하이브리드 본딩'의 상용화 여부를 결정짓는 요인이 기술적 한계가 아니라 비용 때문이라는 주장이 나왔다. HBM 시장을 선도 중인 SK하이닉스 입장에선 하이브리드 본딩 상용화 시점이 늦어지는 것이 유리하지만, 후발주자인 삼성전자에는 조기 상용화가 유리할 것이란 분석이 나온다.

12일 서울 구로에 있는 산업교육연구소에서 진행된 'HBM 적용을 위한 하이브리드 본딩 기술개발 동향 및 상용화 접근' 세미나에서 좌성훈 서울과학기술대학교 지능형반도체공학과 교수는 "하이브리드 본딩 상용화의 관건은 기술이 아니라 단가 구조"라며 "기술적으로 구현이 어렵지 않으나, 라인 전환을 위한 비용 부담이 크다"고 말했다.

하이브리드 본딩은 칩과 칩 사이를 정밀하게 접합하는 차세대 패키징 기술이다. SK하이닉스의 어드벤스드 패키징 방식인 MR-MUF에 비해 데이터 처리 속도가 빠르고, 발열은 줄일 수 있다는 장점이 있다. 특히 고스택 구조와 저전력 구현이 필수적인 차세대 HBM 개발에 적합한 패키징 기술로 꼽힌다.

당초 업계에선 올해 하반기 양산이 예정된 HBM4(6세대)부터 하이브리드 본딩이 적용될 수 있을 것으로 관측됐다. 그러나 실제 적용 시점은 내년 하반기 양산 예정인 HBM4E 이후로 밀린 상황이다. SK하이닉스가 기존 방식으로도 16단 이상의 HBM 제품을 양산하는 것이 가능하다는 것을 입증하면서, 하이브리드 전환 필요성이 다소 늦춰졌다.

반면 삼성전자는 하이브리드 본딩이 조기에 상용화될수록 경쟁 구도를 재편할 수 있는 기회를 얻게 된다. 좌 교수는 "SK하이닉스는 기존 본딩 방식을 오랜 기간 유지하는 것을 선호할 것"이라고 했다.

하이브리드 본딩으로의 기술 전환은 국내 반도체 장비업계에도 영향을 줄 것으로 관측된다. 특히 한미반도체는 현재 TC 본더 장비 분야에서 90% 이상의 점유율을 보이고 있는데, 하이브리드 본딩에서는 기존 장비를 그대로 활용하기 어려워 국내 업체들의 입지가 좁아질 수 있다는 분석이 나온다.

주승환 인하대학교 제조혁신전문대학원 교수는 "하이브리드 본딩 분야에서 대응이 가능한 국내 장비업체는 많지 않을 것으로 보인다"며 "기술 난이도가 높아지면서 미국과 일본 장비 업체들이 관련 시장을 주도할 가능성이 높다"고 말했다. 박순원기자 ssun@dt.co.kr