HBM4 16단까지 'TC본더'로…차세대 장비 시장도 '격전' 예고

[이슈속으로]

HBM용 TC본더 시장 점유율/그래픽=윤선정

메모리 반도체 시장에서 올해를 기점으로 HBM4(6세대 고대역폭메모리)가 본격 양산에 들어가면서 장비업체 간 경쟁도 한층 치열해지고 있다. HBM4 16단까지는 TC(열압착) 본더가 HBM 제조 핵심 장비가 될 것이란 분석이다. 하이브리드 본더 등 HBM4 이후를 겨냥한 차세대 장비 주도권 경쟁도 본궤도에 오르는 모습이다.

16일 업계에 따르면 SK하이닉스는 최근 한미반도체와 한화세미텍에 TC본더를 동시 발주했다. 한미반도체는 지난 14일 SK하이닉스와 96억5000만원 규모 TC 본더 장비 공급 계약을 체결했다고 공시했다. 한화세미텍도 유사한 규모로 수주한 것으로 전해졌다.

TC본더는 고온의 열과 압력을 가해 D램을 웨이퍼 기판 위에 수직으로 적층하는 장비다. D램을 위로 층층이 쌓아 제조하는 HBM 공정에서 핵심 장비로 꼽힌다. 업계에서는 SK하이닉스가 HBM4 12단에 이어 HBM4 16단에서도 기존 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 방식 기반의 TC본더를 활용할 것으로 보고 있다. HBM 공정이 고도화될수록 적층 정밀도가 수율(양품비율)을 좌우하는 만큼 검증된 TC본더 중심의 생산 전략을 이어갈 것이란 관측이다.

SK하이닉스는 지난 6일(현지시간) 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 IT(정보통신)·가전 전시회 'CES 2026'에서 HBM4 16단 48GB(기가바이트)를 최초 공개했다. HBM4 12단 36GB의 후속 모델로 고객 일정에 맞춰 개발이 진행 중이다.

업계 관계자는 "HBM은 적층 단수가 높아질수록 미세한 오차가 수율 저하로 직결된다"며 "TC본더는 현 시점에서 HBM 생산 안정성을 확보할 수 있는 가장 현실적인 장비로 평가된다"고 밝혔다.

시장조사업체 테크인사이츠에 따르면 지난해 12월 기준 글로벌 TC본더 시장에서 한미반도체는 점유율 71.2%로 1위를 기록했다. 세메스가 13.1%로 2위, 한화세미텍은 3.2%로 5위로 집계됐다.

한미반도체 하이브리드 본더 팩토리 조감도 /사진 제공=한미반도체

장비사들은 HBM4 이후 시장 선점을 위한 차세대 본더 기술 확보에도 속도를 내고 있다. 대표적인 장비가 하이브리드 본더다. TC본더가 범프(납과 같은 전도성 돌기)에 열과 압력을 가해 칩을 접합하는 방식이라면 하이브리드 본딩은 범프 없이 칩과 칩을 직접 붙이는 방식이다. HBM이 16단 이상 초고단 적층으로 갈수록 휘어짐이 발생하거나 열 관리 부담이 커질 수 있어 하이브리드 본딩이 차세대 대안으로 거론된다.

TC본더 글로벌 점유율 1위 한미반도체는 올해 초 와이드 TC본더를 먼저 출시하고 2027년 말 하이브리드 본더 양산에 나선다는 계획이다. 하이브리드 본딩은 장비 교체뿐 아니라 주변 설비와 라인까지 변경해야 하기 때문에 도입 속도가 지연될 수 있다는 관측이 나오면서 와이드TC 본더를 먼저 출시하는 개발 로드맵을 공개했다.

와이드 TC본더는 HBM 다이 면적을 넓혀 더 많은 I/O(입출력 인터페이스)와 채널을 안정적으로 확장하는 방식이다. HBM 두께를 줄일 수 있는 '플럭스리스 본딩' 기술도 적용 가능하다.

한화세미텍은 2021년 SK하이닉스와 협력해 1세대 하이브리드 본더 장비를 선보인 데 이어 올해 초 2세대 장비인 'SHBS Nano'를 출시한다는 계획이다. LG전자 생산기술원도 지난해에 2028년 말 양산을 목표로 하이브리드 본더 장비 개발에 뛰어들었다.

업계 관계자는 "차세대 장비 적용 시점은 메모리 제조사의 판단에 따라 달라질 수 있지만 HBM 시장의 성장세는 분명하다"며 "이에 따라 차세대 본더 장비 경쟁도 더욱 치열해질 것"이라고 말했다.

최지은 기자 choiji@mt.co.kr