HBM 높이 제한 풀린다…삼성·SK, 수율 높여 양산 가속

[한국경제TV 김대연 기자]
<앵커>

HBM 높이 규제가 완화되는 방안이 검토되면서 삼성전자와 SK하이닉스 등 메모리 업체들의 양산 속도도 빨라질 전망입니다.

동시에 차세대 HBM 생산 장비인 '하이브리드 본더' 도입이 미뤄지면서 한미반도체의 독점 구조가 당분간 이어질 것으로 예상됩니다.

자세한 내용 산업부 김대연 기자와 살펴보겠습니다.

김 기자, HBM이 얼마나 높아지는 겁니까?

<기자>

HBM 높이가 최대 900㎛(마이크로미터) 수준까지 확대될 가능성이 제기됩니다.

HBM3E가 720㎛, HBM4가 775㎛인 것과 비교하면 규제가 크게 완화되는 셈입니다.

국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 HBM 높이를 900㎛까지 허용할 경우 HBM4E 이후 제품부터 적용될 가능성이 큰데요.

업계에서 JEDEC에 HBM 높이 규제를 완화해달라고 적극적으로 요구하고 있기 때문입니다.

현재 HBM은 12단까지 상용화됐습니다. 앞으로는 16단, 20단 등으로 더 높게 쌓는 방향으로 가고 있습니다.

HBM 성능을 높이려면 D램을 더 많이 쌓아야 하기 때문입니다.

적층 수가 늘어날수록 한 번에 처리할 수 있는 데이터 용량도 커집니다.

하지만 높이 규격이 엄격하면, D램을 더 얇게 만들거나 층 사이 간격을 줄여야겠죠.

이렇게 되면 삼성전자나 SK하이닉스 등 메모리 업체들의 기술 부담이 커질 수밖에 없습니다.

<앵커>

그렇다면 이번 조치가 삼성전자나 SK하이닉스 같은 메모리 업체들에 호재겠네요?

<기자>

글로벌 빅테크 기업들은 AI 칩을 개발할 때 JEDEC의 표준을 참고합니다.

그래서 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등도 해당 기준에 맞춰 HBM을 양산하는데요.

HBM은 D램을 수직으로 쌓아 올리는 구조인 만큼 JEDEC의 규격에 따라 쌓을 수 있는 층수도 제한됩니다.

통상 메모리 업체들은 패키징 단계에서 수율 확보에 어려움을 겪는데요.

HBM 높이 규격이 느슨해지면 공정 여유가 생겨 수율 개선에 유리해집니다.

결과적으로 엔비디아 등 고객사의 요구를 충족하며 양산 속도를 높일 수 있는 구조가 됩니다.

특히 빅테크의 HBM 주문이 몰리면서 메모리 공급 부족이 심화하고 있는데요.

이번 규격 완화로 메모리 업체들의 병목 현상을 일부 해소할 수 있다는 분석도 나옵니다.

<앵커>

메모리 후발 업체들의 추격이 빨라지는 게 아니냐는 시각도 있는데, 업계에서는 어떻게 보고 있습니까?

<기자>

HBM 높이 기준이 완화되는 것은 전체 메모리 업체들에 희소식으로 평가됩니다.

기술 난도와 생산 부담을 동시에 낮춰주기 때문인데요.

다만, 모든 메모리 업체에 동일하게 적용되는 기준인 만큼 삼성전자와 SK하이닉스가 불리해졌다고 보긴 어렵습니다.

일각에서는 중국 양쯔메모리테크놀로지(YTMC)와 창신메모리테크놀로지(CXMT) 등 후발주자의 진입장벽이 낮아졌다고 언급하죠.

하지만 아직 중국 업체들은 올해 HBM3 양산을 목표로 하는 단계에 불과하고요.

핵심은 HBM 경쟁력이 단순히 적층 기술만으로 결정되지 않는다는 점입니다.

오랜 기간 고객사와 신뢰 관계를 쌓는 것도 중요하고요.

안정적인 대량 양산과 수율 관리 등 종합적인 역량이 요구됩니다.

업계에서는 이번 조치로 후발 업체와의 격차가 좁혀질 것이라는 해석은 과도하다는 지적이 나옵니다.

<앵커>

지금 본더 업체들이 차세대 패키징 장비를 개발하고 있는데, 양산 시점이 늦춰지면 기존 본더 강자가 더 유리해지는 건가요?

<기자>

최소 HBM4E까지는 기존 TC본더가 계속 사용될 것으로 보이는데요.

TC본더는 D램과 D램을 열과 압력으로 접합하는 장비입니다.

다만, 16단, 20단 이상의 고적층 HBM 공정에는 한계가 있다는 지적입니다.

각 층 사이에 전기가 통하는 돌기, 이른바 '범프'가 있는데요. 적층 수가 늘어날수록 높이를 줄이기 어려운 구조이기 때문입니다.

현재 한미반도체나 한화세미텍 등은 범프 없이 D램을 직접 연결하는 '하이브리드 본더'를 개발 중입니다.

하지만 HBM 높이 기준이 완화되면, 메모리 업체들이 당장 하이브리드 본더를 도입할 필요가 없는데요.

하이브리드 본더는 기존 TC본더보다 2배 이상 비싸고, 기술 난도도 높기 때문입니다.

업계에서는 하이브리드 본더의 양산 시점이 5년가량 늦춰질 것으로 전망합니다.

엔비디아 등 주요 고객사가 HBM 성능을 높여달라고 요구하면, 하이브리드 장비 도입 시점이 앞당겨질 가능성도 있는데요.

당분간 글로벌 TC본더 1위인 한미반도체 중심의 시장 구도가 유지될 것이란 분석이 우세합니다.

<앵커>

잘 들었습니다. 산업부 김대연 기자였습니다.

김대연 기자 bigkite@wowtv.co.kr