메모리3사 하이브리드 본딩 ‘잰걸음’…양산은 저울질

베시 “하이브리드 본더 수주 2배↑”메모리 3사, 관련 기술 개발 확대과제는 수율…TC 본더 병행 전망

[뉴스토마토 이명신 기자] 삼성전자(005930)·SK하이닉스(000660)·마이크론 등 글로벌 메모리 업체들이 고대역폭메모리(HBM)의 고적층화와 3D 메모리 개발에 속도를 내면서 하이브리드 본딩 기술 확보에도 열을 올리고 있습니다. 차세대 메모리 구현을 위해선 칩과 웨이퍼를 정밀하게 접합하는 후공정 역량이 중요해진 만큼, 장비 수주와 고객 평가도 확대되는 양상입니다. 다만, 실제 양산 도입까지 수율 확보 등 과제가 남아 있어 향후 기존 열압착(TC) 본딩 장비와 함께 사용될 가능성이 제기됩니다.

 

14일 서울 코엑스에서 열린 ‘SEDEX 2026’ 삼성전자 부스에 전시된 7세대 고대역폭메모리(HBM4E) 실물. (사진=이명신 기자)

 

26일 업계에 따르면 네덜란드 반도체 장비업체 베시는 최근 3분기 실적 발표에서 올해 1~9월 하이브리드 본딩 장비 수주가 지난해 연간 수주의 2배를 넘어섰다고 밝혔습니다. 베시는 실적설명회(컨퍼런스콜)에서 주요 메모리 제조사 3곳이 모두 관련 기술 개발을 전속력으로 이어가고 있다고 설명했습니다.

 

특히 주요 고객사 중 한 곳은 하이브리드 본더와 차세대 TC 본더 장비를 동시에 주문했으며, 하이브리드 본딩을 적용한 HBM 샘플을 시험 중인 최종 고객사에서도 긍정적인 반응이 나오고 있다고 전했습니다.

 

하이브리드 본딩은 칩 사이를 잇는 범프(단자) 없이 구리 배선과 절연층을 직접 접합해 간격을 줄이고 연결 밀도를 높일 수 있는 기술입니다. HBM의 적층 수와 성능 요구가 높아질수록 활용 가능성이 커질 것으로 기대됩니다. 아울러 3D D램과 고적층 낸드 등 차세대 메모리 기술에서도 미세 접합과 웨이퍼 본딩 등 첨단 접합 기술의 중요성이 커지는 양상입니다.

 

메모리 3사도 관련 기술개발을 확대하고 있습니다. 마이크론은 21일(현지시각) 기술설명회에서 하이브리드 본딩을 핵심 기술로 제시하고, 기존 마이크로범프와 하이브리드 본딩을 각각 적용한 16단 HBM 구조를 비교했습니다. 400단 이상 차세대 G11 낸드에도 웨이퍼 본딩을 활용할 계획입니다.

 

SK하이닉스는 8월 핫칩스 2026에서 20단 이상 HBM을 위한 하이브리드 본딩 개발 방향을 제시한 바 있습니다. 삼성전자는 지난해 4분기 실적 발표 당시 고객사와 하이브리드 본딩 기술 협의를 시작했으며, HBM4E(7세대) 단계에서 일부 사업화를 계획하고 있다고 밝히기도 했습니다. 이어 3월 GTC 2026에서는 기존 TC 본딩 대비 열 저항을 20% 이상 낮추고 16단 이상 적층을 지원하는 하이브리드 카파 본딩(HCB) 기술을 공개했습니다.

 

다만 업계는 실제 양산 도입에는 신중한 분위기입니다. 하이브리드 본딩이 기존 TC 본딩을 대체하려면 양산에 필요한 수율과 신뢰성, 비용 경쟁력 등을 확보해야 하기 때문입니다. 특히 접합면의 미세한 오염이나 결함도 불량으로 이어질 수 있어 안정적인 수율 확보가 핵심 과제로 꼽힙니다.

 

업계 관계자는 “하이브리드 본딩은 이론적으로 좋은 기술인 점은 공감하지만, 제품의 신뢰성과 양산성, 수율, 비용 등을 종합적으로 고려해 도입을 해야 한다”며 “하이브리드 본더 장비를 적용한다면 일부 고다층 제품에 하이브리드 본더를 사용하면서 TC 본더를 함께 사용하는 방식이 합리적일 것”이라고 했습니다.

 

이명신 기자 [e-mail]

이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.