[반도체 소부장의 시간]세대교체 분주한 HBM 본더, 순위표 바뀔까

차세대 HBM용 '플럭스리스 본더' 급부상
1위 한미 자리 노리는 한화세미텍·ASMPT

고대역폭메모리(HBM) 핵심 장비인 본더 시장의 세대교체가 주목받고 있다. 'TC본더'에서 '플럭스리스 본더'로의 진화가 이뤄지면서 그간 점유율이 고착화된 경쟁구도에 변화가 일지 관심이다.

업계에서는 현재 사용되는 TC본더 시장에서 압도적 지위에 있는 한미반도체가 그간의 신뢰도와 안정성을 바탕으로 차세대 본더에서도 지위를 유지할 것으로 본다. 다만 본더 시장을 새 먹거리로 삼은 한화세미텍과 HBM 밸류체인 합류를 노리고 있는 해외 반도체 장비회사들의 반격도 만만치 않을 전망이다. 

TC본더 다음은 플럭스리스 본더

본더는 반도체 패키징 공정에서 칩과 기판을 접합하는 장비다. HBM은 메모리를 수직으로 쌓아 만드는데 열(T, thermal)과 압력(C, compression)을 통해 칩과 기판을 연결하는 'TC본더'가 쓰인다. 

현재 본더 시장은 기존 TC본더에서 한층 더 개선된 플럭스리스 본더로의 진화를 준비하고 있다. '열'과 '압력'으로 칩과 기판을 연결하기 위해서는 '플럭스'라는 화학약품이 필요한데 현재 개발되고 있는 본더는 바로 이 플럭스를 사용하지 않고 칩과 기판을 연결시킬 수 있다. 

화학물질이 중간에 제거되기 때문에 더 얇아지고 간혹 발생하던 플럭스 잔여물이 남지 않는 데다가 플럭스를 씻어내는 과정을 생략할 수 있는 장점이 있다. 생산 효율성 증가와 함께 제품 수율 및 신뢰도를 끌어올릴 수 있는 것이다.

특히 차세대 HBM인 HBM4를 생산하는 과정에서는 TC본더가 아닌 플럭스리스 본더가 반드시 쓰이게 될 것으로 반도체 업계의 관측하고 있다. 업계 한 관계자는 "HBM의 세대가 발전할수록 더 미세하게 피치를 결합시켜야 하는데 플럭스라는 화학물질이 없는 경우 이 결합수준이 더욱 높아져 더 고성능을 낼 수 있다"라며 "플럭스리스 본더가 차세대 HBM 생산을 위한 핵심 장비로 거론되는 이유"라고 설명했다. 

플럭스리스 본더 노리는 참가자들

업계에서는 HBM4 양산 시기가 점차 다가오면서 본더 역시 세대교체 시점이 얼마 남지 않은 것으로 보고 있다. HBM을 생산하는 반도체 회사들 역시 공정에 필요한 장비를 교체할 시기가 다가왔음을 의미한다.  플럭스리스 본더를 통해 HBM 밸류체인에 합류하고자 하는 시장 참가자들에게는 절호의 기회가 온 셈이다. 

시장에서는 HBM용 TC본더 시장에서 압도적인 점유율을 기록해왔던 한미반도체가 플럭스리스 본더 적용 초기에서도 이같은 흐름을 이어나갈 가능성이 높다고 본다. TC본더를 통해 제품의 신뢰도와 안정성을 인정받았기 때문이다.  

한미반도체 자체적으로도 올해 하반기 중 주요 HBM 제조사에 플럭스리스 본더 납품에 나설 거라는 계획을 밝힌 바 있다. 지난달 한미반도체 2분기 실적 설명회에서 김정영 한미반도체 부사장은 "플럭스리스 본더는 최근 주요 HBM 제조사로부터 주문을 받아 올해 안에 납품을 할 예정"이라고 말했다.

물론 쟁쟁한 본더 경쟁사들도 이를 놓치지 않고 있다. 최근 한화세미텍은 포름산 또는 플라즈마를 활용하는 방식의 본더에 대한 특허를 출연한 것으로 알려졌다. 특허 출연에 나설 정도로 기술력을 확보했다는 의미다.

아울러 한화세미텍 역시 주요 고객사를 대상으로 플럭스리스 본딩에 대한 평가를 진행 중인 것으로 전해진다. 여기에서 긍정적인 평가를 받으면 내년 중 플럭스리스 본더 출하가 본격화할 수 있다. 

국내뿐만 아니라 해외도 마찬가지다. ASMPT나 Kulicke & Soffa 등 해외 반도체 회사들 역시 HBM4용 플럭스리스 본더 장비를 주요 고객사에게 납품하기 위한 행보에 본격 돌입했다는 게 업계 관계자의 설명이다. 

업계 한 관계자는 "이미 HBM3E용 플럭스리스 본더 기술을 보유했던 ASMPT나 이제 막 HBM용 플럭스리스 본더에 대한 개발을 마친 것으로 전해진 Kulicke & Soffa 등이 최근 주요 HBM 고객사와 초기 물량에 대한 소규모 계약에 대해 긍정적인 답변을 들은 것으로 전해진다"라며 "한미반도체가 독점했던 TC본더와는 달리 플럭스리스 본더 시장은 시장 참여자가 늘어나면서 경쟁이 치열해질 것"이라고 전했다. 

이어 "올해 하반기 제품 출하에서 어느 곳이 더 뛰어난 성능을 보여주느냐가 핵심이 될 것"이라며 "올 하반기 혹은 내년 상반기 중 수주 물량을 확보하는 곳이 일단은 플럭스리스 본더 시장에서 앞서나가는 흐름을 보일 것"이라고 덧붙였다.

이경남 (lkn@bizwatch.co.kr)

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