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삼성전자, 재고 리스크에도 HBM3E 12단 선제 양산 나선 이유는

삼성전자가 올 1분기부터 엔비디아향 HBM3E 12단에 대한 대량 양산 체제에 돌입한 이유는 제품의 적기 공급을 통해 뒤쳐진 HBM 사업을 본궤도에 올려놓기 위한 승부수로 보인다. 해당 고객사와 퀄(품질) 테스트가 아직 진행 중이지만, 공급 승인을 가정 하에 미리 제품을 확보해두려는 전략으로 파악된다. 그러나 자칫 엔비디아로부터 공급 승인이 또 다시 지연되는 경우, 해당 제품은 조 단위의 재고로 쌓이는 위험을 초래할 수 있다. 그럼에도 삼성전자가 선제적 양산에 돌입한 이유는 시장의 진입 시점을 최대한 앞당기기 위해서다. 내부적으로 HBM3E 12단에 대한 성능 및 안정성에 대한 자신감도 상당한 것으로 전해진다. 엔비디아향 공급 승인 전부터 선제 양산…시장 적기 진입 의지 2일 업계에 따르면 삼성전자는 지난 2월경부터 HBM3E 12단을 대량 양산 체제로 전환했다. 1a D램을 채용한 이번 삼성전자의 HBM3E 12단은 현재 주요 고객사인 엔비디아와 퀄 테스트를 거치고 있다. 당초 삼성전자는 해당 제품을 지난해 하반기 공급하는 게 목표였다. 그러나 성능 문제로 테스트 일정이 지속 연기되자, 일부 성능을 개선한 제품으로 재공급을 추진 중이다. 삼성전자가 엔비디아로부터 HBM3E 12단 개선품에 대한 공급 승인을 받을 수 있는 시점은 빠르면 오는 6~7월경이다. 그럼에도 삼성전자는 지난 2월경부터 HBM3E 12단 생산량을 크게 늘렸다. 기존 개선품 개발로 인한 수요 공백으로 가동률이 극히 저조했으나, 최근엔 '풀가동'에 가까운 수준까지 높아진 것으로 파악된다. 기존 유휴 상태였던 설비들도 2월부터 일부 개조를 거쳐 가동이 시작됐다. 삼성전자가 엔비디아로부터 공급 승인을 받기도 전 제품을 양산하기 시작한 이유는 시장 진입 '타이밍'이 가장 큰 이유라는 해석이다. 엔비디아는 올해 1분기부터 HBM3E 12단의 수요를 크게 늘린 바 있다. 올 하반기에는 최신형 AI 가속기 양산 로드맵에 따라 HBM4 채용량을 확대할 계획이다. 만약 삼성전자가 6~7월경 공급망에 진입하더라도, 이후에 HBM3E 양산을 준비하면 이미 시장의 주류는 HBM4로 넘어가 있을 가능성이 크다. 통상 HBM 양산은 D램 제조부터 패키징까지 최대 5~6개월이 소요된다. 삼성전자로서는 올해 중반 HBM3E 12단을 곧바로 대량 공급해야 의미 있는 매출 효과를 거둘 수 있다. 조 단위 재고 발생 위험에도…"이번엔 반드시 성공" 자신감 다만 이같은 전략에는 잠재적 위험 요소가 존재한다. 만약 엔비디아향 퀄 테스트 일정이 또 다시 지연되는 경우, 미리 생산한 HBM3E 12단이 재고로 처리될 수 있기 때문이다. 올 초 기준 삼성전자의 HBM3E 생산능력은 월 12만~13만장으로 추산된다. 삼성전자가 엔비디아향으로 상정한 HBM3E 12단의 공급 규모는 밝혀지지 않았으나, 업계는 조 단위의 공급량이 준비될 것으로 보고 있다. 다만 삼성전자는 이같은 최악의 상황이 발생할 가능성을 낮게 보고 있다. 내부적으로 HBM3E 12단 개선품에 대한 긍정적인 평가를 내리고 있는 것으로 알려졌다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 HBM3E 12단에 대해 전략적으로 선행 생산에 들어간 건 해당 제품에 대한 강한 자신감이 반영된 것"이라며 "HBM3E 8단은 퀄이 통과되도 사실상 의미가 없기 때문에, 12단 제품에 중점을 두는 상황"이라고 설명했다. 또한 엔비디아향 공급이 좌절되더라도, 또다른 글로벌 빅테크향으로 제품을 공급할 수 있다는 계산도 깔려 있다. 현재 전 세계 주요 CSP(클라우드서비스제공자) 기업들은 자체 AI 가속기 개발로 첨단 HBM에 대한 수요를 꾸준히 늘려가고 있다. AMD 역시 올해 삼성전자 HBM3E 8단에서 HBM3E 12단 개선품으로 주문을 변경한 것으로 알려졌다.

2025.05.02 10:41장경윤

삼성전자, 엔비디아향 'HBM3E 12단' 선제 양산 나섰다

삼성전자가 올 1분기부터 HBM3E 12단 생산량 확대에 본격 나섰다. 그동안 가동률이 저조하던 제조 라인을 '대량 양산' 체제로 전환시킨 것으로 파악됐다. 이르면 상반기 내 엔비디아로부터 공급 승인이 완료되는 시점에 맞춰 선제적으로 HBM3E 12단 제품을 양산, 적기에 공급하려는 전략으로 풀이된다. 하지만 만약 엔비디아의 퀄 테스트가 또 다시 지연될 경우 재고품을 상당량 떠안게 되는 위험을 초래할 수 있다는 우려도 함께 나온다. 그럼에도 삼성전자는 이번 HBM3E 12단 상용화에 강한 자신감을 보이고 있다. 2일 지디넷코리아 취재에 따르면 삼성전자는 지난 2월경부터 엔비디아향 HBM3E 12단 제품에 대한 선제 양산에 돌입한 것으로 파악됐다. 삼성전자, HBM4 이전 HBM3E 12단 적기 공급 서둘러 HBM3E 12단은 현재 상용화된 가장 최신 세대의 HBM이다. 삼성전자의 경우 1a D램(5세대 10나노급)을 채용했다. 삼성전자는 지난해 하반기부터 HBM3E 12단을 엔비디아에 공급하려 했으나, 성능 문제로 계획이 지연된 바 있다. 이에 삼성전자는 개선(리비전) 제품을 만들어 엔비디아의 공급망 재진입을 추진하고 있다. 개선품에 대한 퀄(품질) 테스트는 오는 6~7월경 완료하는 것이 목표다. 동시에 삼성전자는 지난 2월경부터 HBM3E 12단에 대한 선제 양산 체제에 들어간 것으로 파악됐다. 당초에는 HBM3E 8단 및 12단 수요 부재로 해당 라인 가동률이 저조했으나, 현재는 사실상 '풀가동' 체제로 전환된 분위기다. 올해 초 기준 삼성전자의 HBM3E 생산능력은 월 12만~13만장 수준으로 추산된다. 실제로 삼성전자는 지난해 중반 라인에 투입하고도 보관만 하고 있던 TSV(실리콘관통전극; HBM 제조의 핵심 공정) 관련 설비를 1분기부터 가동하기 시작했다. 비슷한 시점에 HBM용 1a D램 웨이퍼 투입량도 늘렸다. 삼성전자가 엔비디아와의 퀄 테스트를 완료하기도 전에 HBM3E 12단 생산량을 급격히 확대한 건 제품의 상용화 시점을 고려한 전략으로 해석된다. 통상 HBM은 코어 다이인 D램 제조부터 패키징까지의 전 과정을 수행하는 데 5~6개월이 소모된다. 만약 삼성전자가 엔비디아로부터 6~7월경 HBM3E 12단에 대한 양산 승인을 받더라도, 이후 공급을 준비하면 시장을 시기적절하게 공략하기가 어렵다. 엔비디아가 올 하반기부터 신규 AI 가속기 '루빈' 출시에 따라 차세대 HBM4로 수요를 옮기기 시작할 계획이기 때문이다. 자칫 HBM3E 12단 적기 타이밍에 한발 늦어질 수 있다는 것이다. 반도체 업계 관계자는 "현재 삼성전자 내부적으로는 엔비디아향 HBM3E 12단에 대한 양산 승인이 문제없이 이뤄질 것이라고 보고 있다"며 "이에 따라 2월부터 생산량을 늘리고, 공급 승인 뒤 곧바로 매출 효과를 거두기 위한 준비에 나서는 중"이라고 말했다. 한편 삼성전자는 올해 HBM 공급량을 "전년 대비 2배 확대하겠다"는 목표를 세운 바 있다. 지난해 HBM 공급량 목표가 40억 Gb(기가비트)였다는 점을 고려하면 올해 80억 Gb(기가비트)의 공급이 필요하다. 다만 삼성전자는 지난 1분기 HBM 공급량이 6~8억 Gb에 그쳐, 이번 엔비디아향 HBM3E 12단의 적기 공급이 매우 절실한 상황이다.

2025.05.02 10:40장경윤

곽동신 한미반도체 회장, 20억원 자사주 취득

한미반도체는 곽동신 회장이 사재로 20억원 규모의 자사주를 취득한다고 10일 공시했다. 취득 단가는 10만6천원으로 총 20억원 규모다. 이로써 곽동신 회장은 2023년부터 이번 공시까지 포함해 총 393억원 규모의 자사주를 취득하게 되며, 지분율은 33.95%에서 33.97%로 소폭 상승하게 된다. 한미반도체는 전 세계 HBM용 TC본더 시장점유율 1위를 기록하고 있는 후공정 장비업체다. TC본더는 열·압착을 통해 칩과 웨이퍼를 붙이는 기술이다. 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 TSV(실리콘관통전극)로 연결하는 HBM의 제조에 필수적으로 활용된다. 특히 한미반도체의 TC본더는 현재 AI 반도체 시장을 이끄는 엔비디아, 브로드컴에 적용되는 HBM3E 12단 제품에 적극 채용되고 있다. 주요 고객사는 SK하이닉스, 마이크론이다. 이 시각 현재 한미반도체는 전일 대비 5.85% 하락한 99만800원에 거래 중이다.

2025.02.10 14:10장경윤

전 세계 반도체 투자, 올해도 '첨단 패키징' 뜬다

올해 반도체 산업에서 첨단 패키징의 존재감이 더욱 커질 전망이다. TSMC는 올해 전체 설비투자에서 첨단 패키징이 차지하는 비중을 높이기로 했으며, 주요 메모리 기업들도 HBM의 생산능력 확대를 위한 패키징 투자에 집중할 것으로 관측된다. 19일 업계에 따르면 전 세계 주요 반도체 기업들은 최첨단 패키징 기술 및 생산능력 확대에 적극 투자할 계획이다. 첨단 패키징은 기존 웨이퍼 회로의 선폭을 줄이는 전공정을 대신해 칩 성능을 끌어올릴 대안으로 떠오르고 있다. 이에 기업들은 칩을 수직으로 적층하는 3D, 기존 플라스틱 대비 전력 효율성이 높은 유리기판, 다수의 D램을 적층하는 HBM(고대역폭메모리)용 본딩 등 첨단 패키징 기술 개발에 주력하고 있다. 일례로 TSMC는 지난 16일 진행한 2024년 4분기 실적발표에서 올해 총 설비투자 규모를 380억~420억 달러(한화 약 55조~61조원)으로 제시했다. 지난해 투자 규모가 약 43조원임을 고려하면 최대 18조원이 늘어난다. 해당 투자 중 15%는 첨단 패키징에 할당된다. 지난해 10%의 비중에서 5%p 상승한 수치다. 금액 기준으로는 전년 대비 2배 증가할 것으로 분석된다. 실제로 TSMC의 CoWoS 패키징은 엔비디아 등 글로벌 빅테크 기업들의 적극적인 주문으로 공급이 부족한 상태다. CoWoS는 칩과 기판 사이에 인터포저라는 얇은 막을 삽입해 칩 성능을 끌어올리는 2.5D 패키징 기술이다. 미국 내 첨단 패키징 투자도 더욱 강화될 전망이다. 미국 상무부는 지난 16일 첨단 패키징 관련 투자에 14억 달러를 지원하겠다고 발표했다. 이에 따라 SKC 자회사 앱솔릭스는 1억 달러를 지원받게 됐다. 앱솔릭스는 미국 조지아주 코빙턴시에서 AI 등 첨단 반도체용 유리기판 양산을 준비하고 있다. 회사는 지난달에도 생산 보조금 7천500만 달러를 지급받은 바 있다. 전세계 1위 규모의 반도체 장비기업 어플라이드머티어리얼즈(AMAT)도 차세대 패키징용 실리콘 기판 기술 개발에 1억 달러의 보조금을 지급받는다. 이외에도 국립 반도체 기술진흥센터가 12억 달러를, 애리조나 주립대가 1억 달러를 지원받는다. 메모리 업계도 AI 산업에서 각광받는 HBM의 생산능력 확대를 위해 첨단 패키징 분야에 힘을 쏟는다. 이미 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 메모리 기업들은 지난해 설비투자 계획을 최선단 D램과 HBM에 집중하겠다고 밝힌 바 있다. 마이크론도 지난달 진행한 실적발표에서 "회계연도 2025년(2024년 9월~2025년 8월) 설비투자 규모는 135억~145억 달러 수준"이라며 "설비투자는 최선단 D램 및 HBM에 우선순위를 둘 것"이라고 발표했다.

2025.01.19 12:00장경윤

한화정밀기계, 한미반도체 특허침해 소송에 "허위 주장 바로 잡겠다" 반박

한화정밀기계는 19일 반도체 후공정용 TC본더 특허 침해 소송과 관련해 "특정사가 자신의 특허를 침해했다는 주장은 사실과 다름을 분명히 밝힌다"며 법적 대응에 나설 것임을 밝혔다. 앞서 한미반도체는 지난 4일 서울중앙지법에 한화정밀기계를 상대로 TC본더 관련 특허권침해금지 소송을 제기했다. 다만 한미반도체가 특허 침해를 주장한 구체적인 조항은 밝혀지지 않았다. TC본더는 열·압착을 통해 칩과 웨이퍼를 붙이는 반도체 후공정 장비다. 특히 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 TSV(실리콘관통전극)로 연결하는 HBM(고대역폭메모리)을 제조하는 데 필수적으로 쓰인다. 한화정밀기계는 "당사는 30년이 넘는 반도체 장비 관련 R&D 기술을 기반으로 자체 개발한 제품을 제조 및 판매하고 있다"며 "개발과정에서 선행기술 조사과정을 거치고 있으므로, 특정사(한미반도체)가 자신의 특허를 침해했다는 주장은 사실과 다름을 분명히 밝힌다"고 강조했다. 회사는 이어 "당사는 공정 경쟁을 최우선의 가치로 삼고 있으며, 관련 기술개발을 위한 업계의 특허권을 존중해 사업을 운영하고 있다"며 "적법하지 않거나 경쟁사의 권리를 침해하는 방식으로 사업을 진행하지 않는다"고 덧붙였다. 한미반도체의 특허침해 소장 내용에 대해서는 "해당사의 일방적인 주장만을 담고 있는 것으로, 당사는 이에 대한 반박과 함께 강력한 법적인 대응을 준비하고 있다"며 "한미반도체의 부당한 주장은 법원의 절차를 통해 명백히 확인될 것"이라고 밝혔다. 한미반도체가 한화정밀기계로 이직한 전 연구원에게 청구했던 부정경쟁행위금지 소송에 대해서도 입장을 밝혔다. 한화정밀기계는 "한미반도체 TC본더 연구원을 채용 영업비밀을 취했다는 의혹에 대해서는 이미 지난 5월 첫 보도 당시, 전혀 사실이 아님을 공식적으로 밝힌 바 있다"며 "해당 사건은 연구원 개인을 피고로 한 소송으로 한화정밀기계와 직접적인 관련이 없을 뿐만 아니라, 해당 소송에서도 해당 연구원이 한미반도체의 영업비밀을 침해했다는 내용은 전혀 확인된 바가 없다"고 설명했다. 끝으로 한화정밀기계는 "한미반도체의 특허침해 주장은 전혀 사실이 아님을 다시 한 번 밝히며 전문기관 및 법원을 통해 한미반도체의 허위 주장을 반드시 바로잡겠다"며 "앞으로 사업을 전개함에 있어 합리적이고 정정당당한 방식으로 최선의 결과를 도출할 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다.

2024.12.19 14:54장경윤

김춘환 SK하이닉스 부사장 "HBM 성공 기틀, 요소기술 선행 개발로 마련"

SK하이닉스는 김춘환 부사장(R&D공정 담당)이 지난달 27일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '2024 산업기술 R&D 종합대전'에서 산업기술진흥(기술개발 부문) 유공자로 선정돼 은탑산업훈장을 받았다고 2일 밝혔다. R&D대전은 국내 연구·개발(R&D) 성과를 알리고, 산·학·연 협력을 촉진하고자 산업통상자원부가 주관하는 연례행사다. 이 자리에서는 기술 진흥 및 신기술 실용화에 공이 큰 기술인을 포상하는 '산업기술진흥 유공 및 대한민국 기술대상' 시상식이 진행된다. 산업훈장은 산업기술진흥 유공의 최고상격으로, 김 부사장은 이 부문에서 은탑산업훈장 수상의 영예를 안았다. D램과 낸드 플래시를 아우르며 국내 반도체 기술력 향상에 기여한 공을 인정받았다. 김 부사장은 “요소기술을 원천으로 수익성 높은 고성능 제품을 성공적으로 양산한 공적을 인정받았다”며 “이는 모든 구성원의 헌신과 노력으로 맺은 결실이고, 함께 한 구성원 모두에게 감사 인사를 전하며 앞으로 더 많은 분에게 수상의 기회가 돌아가길 기대한다”고 말했다. 1992년 SK하이닉스에 입사한 김춘환 부사장은 32년간 메모리 반도체 연구에 매진하며 첨단기술 개발을 이끈 주역이다. 특히 그는 HBM의 핵심인 TSV(실리콘관통전극) 요소기술을 개발하는 데 크게 기여했는데, 개발 선행 단계부터 참여해 15년간 연구를 이어오며, HBM 공정의 기틀을 마련한 것으로 평가받는다. 김 부사장은 TSV 개발에 열을 올렸던 2008년 당시에 대해 “TSV 공정 기술 안정화와 인프라 구축에 중점을 두고 연구 개발에 더욱 매진했다"며 "양산 품질 개선 활동도 진행해 마침내 HBM 양산에 성공하게 됐는데, 이 모든 성과의 단초였던 TSV는 현재 MR-MUF와 함께 HBM의 핵심 경쟁력이 됐다"고 밝혔다. 김 부사장의 성취는 TSV에 그치지 않는다. 그는 10나노급 5세대(1b) D램 미세 공정에 EUV(극자외선) 장비를 도입해 업계 최고 수준의 생산성과 원가 경쟁력을 확보했고 이를 6세대(1c) D램에도 확대 적용했다. 또한 HKMG(High-k Metal gate) 기술을 D램에 적용해 메모리 성능·효율을 높이는 등 첨단 기술에서 눈에 띄는 성과를 냈다. 낸드 분야의 혁신도 돋보인다. 김 부사장은 'Gate W Full Fill' 기술로 신뢰성을 높여 수율 안정성을 확보했고, 이를 통해 생산성을 높이는 데 기여했다. 또한 웨이퍼 본딩(Wafer Bonding) 기술을 개발해 초고층 낸드를 생산하는 데 필요한 핵심 요소기술을 확보했다. 김 부사장은 "1b D램 기반의 HBM3E는 선단기술과 TSV 노하우를 집대성한 결과물로 볼 수 있다"며 "초고속·저전력의 LPDDR5X·LPDDR5T는 HKMG 기술 덕분에 개발할 수 있었다"고 설명했다. 끝으로 김 부사장은 AI라는 큰 변화에 맞서 나가기 위해 구성원들이 가져야 할 마음가짐을 언급했다. 그는 "신규 요소기술 정의부터 기술 개발 착수, 안정적 제품 양산까지 전 과정에서 조직이 하나되어야만 목표를 달성할 수 있다"며 "퍼스트 무버로서 기술 리더십을 발휘한다면 세계 최고의 SK하이닉스로 성장할 수 있을 것”이라고 강조했다.

2024.12.02 10:09장경윤

최우진 SK하이닉스 부사장 "'HBM 성공, 혁신-성장 추구 덕분"

최우진 SK하이닉스 P&T(Package & Test) 담당 부사장이 HBM 시장을 선도할 수 있었던 것은 모두가 멈추지 않고 혁신과 성장을 추구해 온 덕분이라고 강조했다. 최 부사장은 HBM 경쟁력 향상을 이뤄낸 공로로 동탑산업훈장을 수상했다. 시상식은 지난 7일 서울 여의도 FKI 타워에서 열린 '제48회 국가생산성대회'에서 진행됐다. 산업통상자원부가 주최하고 한국생산성본부가 주관하는 국가생산성대상은 탁월한 생산성 혁신을 달성한 기업 및 유공자에게 수여된다. 최 부사장은 ▲HBM 기술 혁신을 바탕으로 AI 메모리 시장 선도 지위 확보 ▲소부장 글로벌 공급망 불안 해소 ▲제조·기술 혁신을 통한 생산성 향상 및 위기 극복 등의 공로를 인정받아 수훈의 영예를 안았다. 최 부사장은 “지난 다운턴을 이겨내고, 세계 최고 수준의 HBM 제품을 위해 함께 헌신하고 노력해 온 회사의 모든 구성원들께 먼저 감사의 인사를 전하고 싶다”며 “많은 도전과 변화 속에서도 우리 모두가 멈추지 않고 혁신과 성장을 추구해 온 덕분에, 제가 이런 큰 상을 받을 수 있었다고 생각한다”고 밝혔다. 최 부사장이 이끄는 P&T 조직은 반도체 생산공정 중 후(後)공정에 해당하는 패키징(Packaging)과 테스트(Test)를 담당한다. 이는 팹(Fab)에서 전(前)공정을 마친 웨이퍼를 고객이 사용할 수 있는 제품 형태로 패키징하고, 고객이 요구하는 수준에 적합한 품질인지 테스트하여 신뢰성까지 확보하는 역할이다. 특히 TSV(실리콘관통전극), MR-MUF(매스리플로우-몰디드언더필) 등 압도적인 패키징 기술력은 SK하이닉스 HBM 경쟁력의 핵심이라 해도 과언이 아니다. 최 부사장은 HBM 패키징 기술 개발 및 양산을 책임지며, 회사가 HBM 1등 위상을 얻는 데 중요한 역할을 수행했다. 최 부사장은 지난 2019년 HBM 3세대 제품인 HBM2E 패키지에 최초로 MR-MUF 기술을 도입해 열과 압력으로 인한 품질 문제를 개선했으며, 수율을 개선하고 생산량을 끌어올림으로써 시장의 판도를 바꿨다. 또한 그는 MR-MUF 기술을 고도화한 '어드밴스드 MR-MUF' 기술을 개발해 4세대 HBM3 12단과 5세대 HBM3E 개발 및 양산까지 성공으로 이끌었다. 어드밴스드 MR-MUF에는 기존 칩 두께 대비 40% 얇은 칩을 휘어짐 없이 적층할 수 있는 칩 제어 기술(Warpage Control)이 적용됐으며, 신규 보호재를 통해 방열 특성까지 향상된 차세대 MR-MUF 기술이다. 이러한 성공 스토리의 바탕에는 시장 변화에 촉각을 곤두세우며 선제적으로 대응해 온 그의 노력이 있었다. 최 부사장은 역대 HBM 개발 및 양산 과정에서 가장 중요한 것으로 '타임 투 마켓(TTM, Time to Market)'을 꼽으며, 시장 상황에 기민하게 대처할 수 있는 기술을 준비해야 한다고 강조했다. 최 부사장은 “AI 시대의 반도체 산업은 급속히 변하고 있다. 시장 상황과 고객의 요구를 빠르게 파악하여 대응하는 것은 기본이며, 무엇보다 이를 뒷받침할 수 있는 기술력을 꾸준히 준비하는 것이 중요하다"며 "SK하이닉스가 HBM을 통해 AI 메모리 시장을 선도할 수 있었던 것은 바로 이러한 준비 덕분”이라고 밝혔다.

2024.11.19 10:52장경윤

SK하이닉스 "16단 HBM3E, 검증 단계서 12단과 '동등 수율' 확보"

SK하이닉스가 이달 공개한 16단 HBM3E(5세대 고대역폭메모리)의 신뢰성 확보를 자신했다. 회사의 테스트 결과, 검증 단계에서의 16단 HBM3E 패키지 수율은 양산 단계에서의 12단 HBM3E과 사실상 동등한 수준인 것으로 확인됐다. 16단 HBM3E가 실제 양산되는 경우 수율이 하락할 수는 있으나, 개발 초기부터 제품의 신뢰성을 크게 확보했다는 점에서 의의가 있다. SK하이닉스는 여기에 그치지 않고, 16단 HBM3E 구현의 핵심인 '어드밴스드 MR-MUF(매스 리플로우-몰디드 언더필)' 기술을 고도화할 계획이다. HBM4와 HBM4E, HBM5 등 차세대 제품의 16단 적층에도 어드밴스드 MR-MUF를 적용하는 것은 물론, 20단 적층에서도 적용 가능성을 보기 위한 기술 개발도 지속한다. 5일 권종오 SK하이닉스 PL은 5일 오후 서울 코엑스에서 열린 'SK AI 서밋 2024' 행사에서 16단 HBM 적층을 위한 본딩 기술을 소개했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)을 통해 연결한 차세대 메모리다. D램을 더 높이 쌓을수록 더 높은 용량과 성능 구현에 용이하다. 때문에 업계에서는 HBM의 세대 진화와 더불어 D램을 8단, 12단, 16단 등으로 더 높이 쌓는 방안을 강구해 왔다. 특히 SK하이닉스는 이달 업계 최초의 16단 HBM3E(5세대 HBM)을 공개해 내년 초 샘플을 공급하겠다는 계획을 발표했다. 현재 상용화된 HBM의 최고 단수는 12단이다. SK하이닉스의 16단 HBM3E 개발의 핵심은 패키징이다. SK하이닉스는 이번 16단 HBM3E에 12단 HBM3E와 같은 어드밴스드 MR-MUF 기술을 적용했다. MR-MUF는 HBM 전체에 열을 가해 납땜을 진행하고, 칩 사이에 액체 형태의 보호재를 넣어 공백을 채우는 공정이다. 해당 기술은 고적층으로 갈수록 칩이 휘어지는 워피지 현상이 발생할 수 있어, 12단 적층부터는 신뢰성 확보가 어렵다. 이에 SK하이닉스는 일차적으로 열을 가해 D램을 임시로 붙인 뒤, MR-MUF를 진행하는 어드밴스드 MR-MUF 기술을 고안해냈다. 권 PL은 "HBM3E를 12단에서 16단으로 쌓으면서 D램 사이의 공간(갭-하이트)이 기존 대비 절반 수준으로 줄어드는 등의 난점이 있었다"며 "그러나 기술 개발을 통해 좁아진 갭-하이트를 비롯한 주요 문제의 신뢰성을 통과하는 등의 결과를 얻었다"고 설명했다. 나아가 SK하이닉스는 어드밴스드 MR-MUF 기술을 지속 고도화해 차세대 HBM에도 적용할 계획이다. 권 PL은 "HBM4와 4E, HBM5에서도 16단 제품은 어드밴스드 MR-MUF를 계속 활용해야 한다고 보고 있다"며 "경쟁사가 HBM4E에서는 하이브리드 본딩을 적용할 것으로 전망되는데, 당사는 16단이나 20단에서 두 본딩 기술의 이점을 비교하고 적용 계획을 수립할 것"이라고 밝혔다.

2024.11.05 14:50장경윤

SK하이닉스 HBM 개발 주역 "반도체 패키징, 이젠 덧셈 아닌 곱셈 법칙"

"이전 패키징 기술은 덧셈의 개념이었다. 때문에 패키징을 못해도 앞단의 공정과 디자인에 큰 문제를 주지는 않았다. 그러나 이제는 패키징이 곱셈의 법칙이 됐다. 공정과 디자인을 아무리 잘해도, 패키징을 잘 못하면 사업의 기회조차 얻을 수 없게 됐다." 이강욱 SK하이닉스 부사장은 24일 서울 코엑스에서 열린 '반도체 대전(SEDEX 2024)' 기조연설에서 이같이 밝혔다. 이 부사장은 SK하이닉스에서 패키징 개발을 담당하고 있다. SK하이닉스의 HBM 성공 신화를 이끈 주역 중 한 명으로, '전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(EPS) 어워드 2024'에서 한국인 최초로 '전자제조기술상'을 수상하기도 했다. ■ 패키징, 이제는 '곱셈의 법칙' 적용 이날 'AI 시대의 반도체 패키징의 역할'을 주제로 발표를 진행한 이 부사장은 첨단 패키징 기술이 반도체 산업에서 차지하는 위치가 완전히 변화됐음을 강조했다. 이 부사장은 "이전 패키징은 '덧셈'과도 같아 기술이 미흡해도 공정, 디자인 등에 큰 영향을 주지 않았다"며 "이제는 아무리 반도체 공정과 디자인을 잘해도, 패키징이 받쳐주지 않으면 사업의 진출 기회가 아예 없는(결과값이 0인) '곱셈의 법칙'이 적용된다고 생각한다"고 밝혔다. 특히 패키징 산업은 HBM 시장의 급격한 성장세에 따라 더 많은 주목을 받고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤 TSV(실리콘관통전극)로 연결한 차세대 메모리다. 데이터의 전송 통로 역할인 대역폭이 일반 D램 대비 수십배 넓어, 방대한 양의 데이터 처리에 적합하다. 이 HBM를 GPU 등 고성능 시스템과 2.5D SiP(시스템 인 패키지)로 연결하면, 엔비디아가 공개한 '블랙웰' 시리즈와 같은 AI 가속기가 된다. 2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 실리콘 인터포저 위에 반도체 다이(Die)를 수평 배치하는 기술이다. 기판만을 활용하는 기존 2D 패키징에 비해 회로를 더 밀도있게 연결할 수 있다. ■ 패키징 주도하는 TSMC…다양한 차세대 기술 준비 중 현재 2.5D 패키징을 선도하고 있는 기업은 대만 TSMC다. TSMC는 자체 2.5D 패키징 기술인 'CoWoS(칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트)'를 통해 SK하이닉스와 엔비디아 GPU를 접합하고 있다. 특히 SK하이닉스가 최근 상용화한 HBM3E(5세대 HBM)의 경우, TSMC는 이전 CoWoS-S에서 한발 더 나아간 CoWoS-L를 적용했다. CoWoS-L은 로컬실리콘인터커넥트(LSI)라는 소형 인터포저를 활용해 비용 효율성을 높이는 기술이다. 이 부사장은 "나아가 TSMC는 광학 소자를 활용하는 'CPO 패키징'이나 GPU와 메모리를 수직으로 직접 연결하는 '3D SiP', 웨이퍼에 직접 칩을 연결하는 '시스템 온 웨이퍼' 등을 향후의 패키징 로드맵으로 제시하고 준비하고 있다"고 밝혔다. ■ 하이브리드 본딩 열심히 개발…설비투자는 '아직' 한편 SK하이닉스는 내년 하반기 양산할 계획인 HBM4(6세대 HBM)에 기존 본딩 기술과 하이브리드 본딩을 적용하는 방안을 모두 고려하고 있다. 두 기술을 동시에 고도화해, 고객사의 요구에 맞춰 적절한 솔루션을 제공하겠다는 전략이다. 하이브리드 본딩이란 칩과 웨이퍼의 구리 배선을 직접 붙이는 차세대 패키징 공법이다. 기존 본딩은 작은 돌기 형태의 범프(Bump)를 통해 칩을 붙인다. 하이브리드 본딩은 이 범프를 사용하지 않아 전체 칩 두께를 줄이는 데 유리하다. 다만 SK하이닉스가 하이브리드 본딩 분야에 당장 투자를 진행할 가능성은 낮은 것으로 관측된다. 내년 설비투자 규모를 올해(10조원 중후반대) 대비 늘리기는 하나, 인프라 및 연구개발(R&D), 후공정 분야에 고루 할당하기 때문이다. 이 부사장은 하이브리드 본딩용 설비 투자 계획과 관련한 기자의 질문에 "아직은 개발 단계"라며 "여러 가지를 검토하고 있다"고 답변했다.

2024.10.24 17:19장경윤

'절치부심' 삼성 1b D램 수율 향상 본궤도...HBM 로드맵엔 없어

삼성전자를 둘러싼 위기론이 또 다시 고개를 들고 있습니다. 위기의 근원지로는 대체로 반도체로 모아지는 듯합니다. 그중에서도 HBM 사업을 중심으로한 메모리 경쟁력 회복과 지지부진한 파운드리가 지목되고 있습니다. 신뢰와 소통의 조직문화 재건도 관건입니다. 이에 지디넷코리아는 삼성 위기설에 대한 근원적인 문제를 살펴보고 재도약의 기회를 함께 모색해 보고자 합니다. [편집자주] 현재 국내 D램 업계는 중국 후발주자들로부터 거센 추격을 받고 있다. DDR5·LPDDR5X(저전력 D램) 등 최선단 분야에서는 여전히 기술 격차가 공고하지만, DDR4·LPDDR4 등 레거시(성숙)는 현지 중국 정부의 막대한 지원 하에 생산량을 확대해 왔다. 특히 중국 최대 메모리 제조업체로인 창신메모리(CXMT)의 약진이 눈에 띈다. CXMT는 D램 생산능력을 2022년 월 7만장에서 2023년 12만장, 올해 20만장 수준으로 늘릴 계획이다. 중국이 D램 출하량을 급격히 확대하는 경우, 삼성전자·SK하이닉스 등 기존 업체들의 매출 및 수익성은 감소할 수밖에 없다. 실제로 삼성전자는 최근 발표한 3분기 잠정실적 자료에서 "중국 메모리 업체의 레거시 제품 공급 증가에 따른 실적 하락"을 언급한 바 있다. ■ 中 추격에 최선단 1b D램 공정 전환 속도 삼성전자는 이 같은 상황을 타개하기 위한 방안으로 '1b D램(5세대 10나노급 D램)'에 주목하고 있다. 해당 D램은 삼성전자가 개발에 어려움을 겪었던 이전 세대 제품, 1a D램의 부진을 만회하기 위해 절치부심의 심정으로 개발한 메모리다. 삼성전자는 지난해 5월 16Gb(기가비트) 1b DDR5의 양산을 시작했으며, 이후 9월에는 32Gb 1b D램을 개발하는 데 성공했다. 생산능력 역시 빠르게 확대할 전망이다. 올해 말까지 1b D램의 생산능력을 월 10만장 수준까지 확대하기 위한 투자가 진행되고 있다. 업계 관계자는 "삼성전자도 협력사에 중국 D램 제조기업의 동향을 물어볼 만큼 관련 사안에 관심이 많다"며 "현재 1b D램으로 공정 전환을 서두르는 이유 중 하나가 중국 기업들 때문"이라고 설명했다. 1b D램이 삼성전자에게 더욱 중요한 이유는 AI 산업 확대에 있다. 삼성전자의 32Gb D램은 서버 시장을 메인 타깃으로 개발된 제품으로, 128GB(기가바이트) 모듈을 TSV(실리콘관통전극) 공정 없이도 제조할 수 있도록 설계됐다. 기존 메모리 업계에서는 128GB 모듈 제작을 위해 TSV로 16Gb D램 칩 2개를 연결한 패키지를 만들어야 했다. 이 공정을 생략하면 제조비용을 크게 줄이면서도, 소비 전력을 약 10% 개선할 수 있다. ■ 수율 향상 본궤도 올랐지만…HBM 로드맵엔 배제 메모리 경쟁력의 핵심인 수율은 비교적 견조한 수준으로 끌어올린 것으로 관측된다. 삼성전자 안팎의 이야기를 종합하면 올 3분기 말 기준으로 삼성전자 1b D램의 평균 수율은 60%를 넘어선 것으로 전해졌다. 세부적으로 16Gb 제품의 수율은 더 높고, 32Gb 제품 수율은 아직 60% 수준에는 미치지 못한 것으로 알려졌다. 통상 D램 양산에 이상적인 수율(80~90%)보다는 낮지만, 올해 초중반 대비 수율을 향상시키는 데에는 성공했다는 평가다. 다만 삼성전자 1b D램이 HBM(고대역폭메모리) 로드맵에서 배제돼 있다는 점은 한계로 지적된다. 삼성전자는 HBM3와 HBM3E에 1a D램을 채용하고 있다. 경쟁사인 SK하이닉스·마이크론이 HBM3E에 1b D램을 채용하고 있다는 점을 감안하면 한 세대 뒤쳐졌다. 반대로 내년 말 양산을 목표로 하고 있는 HBM4와 관련해, 삼성전자는 차세대 1c D램을 적용할 계획이다. 성능 극대화를 위한 전략으로도 볼 수 있으나, 기술적인 면에서도 1b D램이 HBM에 적용될 가능성은 현재로선 매우 낮은 것으로 관측된다. 사안에 정통한 관계자는 "1b D램은 설계 당시부터 HBM 적용을 고려하지 않아, 현재 계획 상에서는 HBM향 개조 등이 어려운 상황"이라며 "범용 D램 쪽에서 수율 향상에 집중하고 있다"고 말했다.

2024.10.17 14:06장경윤

'HBM 부진' 인정한 삼성전자, 설비투자 눈높이도 낮춘다

삼성전자가 내년 말 HBM(고대역폭메모리)의 최대 생산능력(CAPA) 목표치를 당초 월 20만장에서 월 17만장 수준으로 하향 조정한 것으로 파악됐다. 최선단 HBM의 주요 고객사향 양산 공급이 지연되는 현실에 맞춰 설비투자 계획 또한 보수적으로 접근하려는 것으로 보인다. 10일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 내년도 말까지 확장하기로 한 HBM의 최대 생산능력 목표치를 10% 이상 낮출 계획이다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)로 연결한 차세대 메모리다. HBM의 생산능력을 확대하기 위해서는 이 TSV를 비롯한 첨단 패키징 설비가 필요하다. 지난 2분기까지만 해도 삼성전자는 HBM의 생산능력을 올해 말 월 14만~15만장으로, 내년 말 최대 월 20만장으로 늘리는 계획을 세웠다. SK하이닉스 등 주요 경쟁사가 HBM 생산량을 늘리는 데 따른 대응 전략, 엔비디아 등 주요 고객사향 퀄(품질) 테스트가 곧 마무리될 것이라는 긍정적인 전망 등을 반영한 결과다. 그러나 올 하반기 들어 상황이 변했다. 가장 최신 세대인 HBM3E(5세대 HBM) 8단 및 12단 제품의 엔비디아향 퀄 테스트 통과가 당초 예상보다 지연되면서, 삼성전자는 올 연말 HBM 생산량 계획을 보수적으로 조정했다. HBM용 설비투자도 현재 상황을 반영해 안정적으로 잡았다. 내년 말까지 HBM 생산능력 목표치를 월 20만장에서 월 17만장으로 줄이고, 월 3만장 수준의 축소분은 추후에 투자하는 것으로 방향을 바꾼 것으로 파악됐다. 용량 기준으로는 내년 말까지의 HBM 생산능력이 130억대 후반 Gb(기가비트)에서 120억Gb 수준으로 낮아진 셈이다. 사안에 정통한 관계자는 "삼성전자가 HBM 사업 부진에 따라 설비투자 속도를 늦추기로 한 것으로 안다"며 "향후 엔비디아향 양산 공급이 확정돼야 추가 투자에 대한 논의가 진행될 것"이라고 설명했다. 앞서 삼성전자는 지난 2분기 실적발표 컨퍼런스 콜에서 "HBM3E 8단을 3분기 중 양산 공급하고, 12단은 여러 고객사의 양산 일정에 맞춰 하반기 공급할 예정"이라고 밝힌 바 있다. HBM 매출에서 HBM3E가 차지하는 비중도 3분기 10%, 4분기 60%로 빠르게 늘어날 것으로 내다봤다. 그러나 이 같은 전망은 엔비디아향 퀄 테스트 지연으로 사실상 달성이 어려워진 상황이다. 최근 평택캠퍼스에서 실사(Audit)를 마무리하는 등 진전을 이루기도 했으나, 여전히 확실한 성과는 나오지 않았다. 이에 삼성전자는 지난 8일 3분기 잠정실적 발표에서 "HBM3E의 경우 예상 대비 주요 고객사향 사업화 지연"을 공식화하기도 했다.

2024.10.10 10:07장경윤

SK하이닉스, 12단 HBM3E 세계 첫 양산…엔비디아 공략 속도

SK하이닉스가 현존 HBM(고대역폭메모리) 최대 용량인 36GB(기가바이트)를 구현한 HBM3E 12단 신제품을 세계 최초로 양산하기 시작했다고 26일 밝혔다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 크게 끌어올린 메모리다. HBM3E는 5세대 제품에 해당된다. 기존 HBM3E의 최대 용량은 3GB D램 단품 칩 8개를 수직 적층한 24GB였다. 회사는 양산 제품을 연내 고객사에 공급할 예정이다. 지난 3월 HBM3E 8단 제품을 업계 최초로 고객에게 납품한지 6개월만에 또 한번 괄목할 만한 성과를 거뒀다. SK하이닉스는 “당사는 2013년 세계 최초로 HBM 1세대(HBM1)를 출시한데 이어HBM3E까지 전 세대 라인업을 개발해 시장에 공급해온 유일한 기업”이라며 "높아지고 있는 AI 기업들의 눈높이에 맞춘 12단 신제품도 가장 먼저 양산에 성공해 AI 메모리 시장에서 독보적인 지위를 이어가고 있다”고 강조했다. 회사는 HBM3E 12단 제품이 AI 메모리에 필수적인 속도, 용량, 안정성 등 모든 부문에서 세계 최고 수준을 충족시켰다고 설명했다. 우선 회사는 이번 제품의 동작 속도를 현존 메모리 최고 속도인 9.6Gbps로 높였다. 이는 이번 제품 4개를 탑재한 단일 GPU로 거대언어모델(LLM)인 '라마 3 70B'를 구동할 경우 700억 개의 전체 파라미터를 초당 35번 읽어낼 수 있는 수준이다. 회사는 또 기존 8단 제품과 동일한 두께로 3GB D램 칩 12개를 적층해 용량을 50% 늘렸다. 이를 위해 D램 단품 칩을 기존보다 40% 얇게 만들고 TSV(실리콘관통전극) 기술을 활용해 수직으로 쌓았다. 여기에 얇아진 칩을 더 높이 쌓을 때 생기는 구조적 문제도 해결했다. 회사는 자사 핵심 기술인 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 공정을 이번 제품에 적용해 전 세대보다 방열 성능을 10% 높였으며, 강화된 휨 현상 제어를 통해 제품의 안정성과 신뢰성을 확보했다. MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고 굳히는 기술이다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고, 열 방출에도 효과적이라는 평가를 받고 있다. 특히 SK하이닉스의 어드밴스드 MR-MUF는 기존 공정보다 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이고, 휨 현상 제어도 우수해 안정적인 HBM 양산성을 확보하는 데 핵심이 되고 있다. 김주선 SK하이닉스 사장(AI Infra담당)은 “당사는 다시 한번 기술 한계를 돌파하며 시대를 선도하는 독보적인 AI 메모리 리더로서의 면모를 입증했다”며 “앞으로도 AI 시대의 난제들을 극복하기 위한 차세대 메모리 제품을 착실히 준비해 '글로벌 1위 AI 메모리 프로바이더(Provider)'로서의 위상을 이어가겠다”고 말했다.

2024.09.26 09:57장경윤

SK하이닉스, 이달 말부터 'HBM3E 12단' 제품 양산 시작

SK하이닉스가 최선단 HBM(고대역폭메모리) 양산을 차질없이 진행한다. 올해 초 HBM3E 8단 제품을 업계 최초로 공급한 데 이어, 이달 말부터 HBM3E 12단 제품 양산에 돌입할 예정이다. 김주선 SK하이닉스 사장(AI Infra 담당)은 4일 '세미콘 타이완'에서 'AI 메모리 기술의 새로운 가능성을 열다'를 주제로 키노트를 진행했다. 이날 김 사장은 AI 산업 발전에 대응하기 위한 메모리 반도체의 중대한 요소로 전력 문제를 짚었다. 오는 2028년에는 데이터센터가 현재 소비하는 전력의 최소 두 배 이상을 사용할 것으로 추정되며, 충분한 전력 공급을 위해 소형모듈원전 같은 새로운 형태의 에너지가 필요할 수도 있다. 또한 데이터센터에서 더 많은 전력이 사용되면 비례해서 발생하는 열도 늘어나는 만큼, 효과적인 방열 솔루션을 찾아야 한다. 이를 위해 SK하이닉스는 파트너들과 함께 고용량, 고성능에도 전력 사용량을 최소화해 열 발생을 줄일 수 있는 고효율 AI 메모리 개발을 시도하고 있다. 김 사장은 "AI 구현에 적합한 초고성능 메모리 수요가 증가하고 있다"며 "챗GPT가 도입되기 전까지 대역폭과 관련된 문제는 그다지 중요하지 않았으나, AI 기술이 발전할수록 메모리 대역폭 향상에 대한 요구가 점점 더 커지고 있다"고 설명했다. 이런 장애물들을 극복하기 위해 SK하이닉스는 현재 HBM3E, 고용량 서버 DIMM, QLC 기반 고용량 eSSD와 LPDDR5T를 시장에 공급하고 있다. SK하이닉스는 올해 초부터 HBM3E 8단 제품을 업계 최초로 공급 중이며, 이번달 말부터 HBM3E 12단 제품 양산에 돌입할 계획이다. 한편 일반 서버와 비교해 AI 서버는 4배 이상의 메모리 용량이 필요한데, 이를 위해 회사는 TSV 기술 기반 서버용 256GB DIMM을 공급 중이다. 또한 SK하이닉스는 QLC 기반 고용량 eSSD를 양산하는 유일한 공급업체로, 향후 전력 효율과 공간 최적화에 크게 기여할 120TB 모델을 선보일 계획이다. 마지막으로 LPDDR5T는 초당 9.6기가비트의 속도로 데이터를 처리하는 온디바이스 AI에 최적화된 제품이다. 미래를 위한 제품과 기술 개발도 순조롭게 진행하고 있다. SK하이닉스는 HBM4를 고객 요구에 맞춰 적기에 공급할 수 있도록 순조롭게 개발 중이다. 베이스다이에 로직 기술을 처음으로 적용하는 HBM4는 TSMC와 협업을 통해 생산할 예정이다. 낸드 분야에서도 SK하이닉스는 최첨단 제품을 지속 개발할 예정이다. 또한 SK하이닉스는 최대 40Gbps를 지원하는 업계 최고 성능의 GDDR7을 양산할 준비가 마무리 단계에 들어섰으며, 혁신적인 대역폭과 전력을 갖춘 LPDDR6도 개발하고 있다. 제품, 기술 개발을 위한 R&D 투자뿐만 아니라 인프라 투자도 계획대로 진행할 예정이다. 김 사장은 "SK하이닉스는 부지조성 공사가 순조롭게 진행 중인 용인 반도체 클러스터에 최첨단 생산시설을 구축할 예정으로, 이곳을 기반으로 글로벌 여러 파트너들과 긴밀한 협력을 나누게 될 것"이라며 "SK하이닉스는 2028년 양산을 목표로 미국 인디애나에 첨단 패키지 공장과 R&D 시설을 건설할 계획으로, 주요 고객 및 파트너들과의 협력을 강화하는데 도움이 될 것"이라고 밝혔다.

2024.09.04 17:30장경윤

한미반도체, 세미콘 타이완서 '7세대 마이크로 쏘' 장비 첫 공개

한미반도체는 오늘(4일)부터 대만 타이페이에서 열리는 '2024 세미콘 타이완'에서 '7세대 뉴 마이크로 쏘 & 비전 플레이스먼트 6.0 그리핀'을 처음으로 선보인다고 4일 밝혔다. 7년여의 연구 끝에 개발된 7세대 뉴 마이크로 쏘 & 비전 플레이스먼트는 인공지능 반도체 HBM용 TC 본더와 함께 한미반도체를 대표하는 핵심 장비다. 1998년 출시한 1세대 모델부터 현재까지 세계 유수의 반도체 회사에 납품되며 많은 신뢰를 받고 있고, 2004년부터 작년까지 20년 연속 세계 시장점유율 1위를 자랑하는 월드 베스트 제품으로 알려져 있다. 한미반도체 관계자는 “총 270건의 특허가 적용된 첨단기술의 집약체인 7세대 뉴 마이크로 쏘 & 비전 플레이스먼트는 이전 모델에 비해 생산성과 정밀도 향상은 물론이고, 사용자 편의와 장비 무인 자동화 기술 '블레이드 체인지 마스터'와 '오토 키트 체인지', 그리고 '완전 자율 장비 셋업'이 새롭게 추가됐다"며 "장비 운용에 따른 관리 비용과 부담을 획기적으로 절감했다”고 강조했다. 한미반도체는 고객사로부터 수주 받은 HBM용 TC 본더가 이번 3분기부터 본격적인 납품이 시작돼 2024년 매출 목표인 6천500억원을 전망하고 있다. 또한 지난 7월 말 확보한 연면적 1만평의 공장 설립 부지에 2025년 말 신규 공장증설이 완공되면 2026년 매출 목표인 2조원 달성은 한층 가능성이 높아질 것으로 내다보고 있다.

2024.09.04 14:37장경윤

"HBM용 하이브리드 본딩은 아직 미완성"…기술적 난제는

"차세대 HBM에 하이브리드 본딩을 적용하면 여러 이점이 있으나, 이 기술은 아직 완성되지 않아 시간이 더 필요하다. 현재로선 CMP와 파티클이라는 두 가지 문제가 가장 큰 허들로 작용하고 있다." 문기일 SK하이닉스 부사장은 지난 26일 한양대학교 'SSA(Smart Semiconductor Academy)'에서 HBM용 하이브리드 본딩 기술에 대해 이같이 말했다. 이날 '어드밴드스 패키징 기술과 미래 전망'을 주제로 발표를 진행한 문 부사장은 "AI 산업 발전에 따라 메모리 패키징 기술도 제품의 성능과 용량을 극대화하는 방식으로 발전해 왔다"며 "HBM도 현재 범프를 쓰고 있으나 결국 하이브리드 본딩으로 나아가기는 할 것"이라고 설명했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)으로 연결한 차세대 메모리다. 각각의 D램은 수십 마이크로미터(㎛) 수준의 작은 마이크로 범프를 통해 전기적으로 연결된다. 이 때 층마다 형성되는 범프의 수는 20만개에 달한다. 다만 기존 본딩 기술은 HBM 분야에서 점차 한계에 직면하고 있다. HBM의 D램 적층 수가 8단, 12단, 16단 순으로 점차 많아지는 반면, HBM 패키지의 두께는 크게 늘어나고 있지 않기 때문이다. 내년 양산될 HBM4의 두께가 775마이크로미터로 이전 세대(720마이크로미터) 대비 늘어날 예정이기는 하나, 임시 방편의 성격이 강하다. 때문에 업계는 칩과 웨이퍼의 구리 배선을 직접 붙이는 하이브리드 본딩을 대안 기술로 개발해 왔다. 해당 기술은 범프를 쓰지 않기 때문에, HBM의 패키지 두께를 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다. TSV의 간격을 줄일 수 있어 칩 사이즈 축소에도 유리하다. 당초 업계는 HBM4에 하이브리드 본딩 기술이 적용될 것이라고 예상해 왔다. 그러나 HBM4 패키지 두께 완화, 하이브리드 본딩 기술의 미성숙 등으로 여전히 기존 본딩 기술이 채택될 가능성이 높은 상황이다. 문 부사장은 "칩과 칩을 직접 붙이기 위해서는 표면이 굉장히 평평해야 하기 때문에 CMP(화학·기계적 연마) 공정을 거친다"며 "일반 제조 환경에서 요구하는 CMP의 평탄함 정도가 수십 나노미터(nm)인 데 반해, 하이브리드 본딩에서는 수 나노의 미세한 수준을 요구한다"고 설명했다. 그는 이어 "표면이 무작정 평탄해서도 안되고, 어떤 경우에는 디싱(오목하게 들어간 부분)을 고의적으로 수 나노 수준으로 형성하기도 한다"며 "웨이퍼 공정 이후의 패키징 공정에서 발생하는 파티클(미세오염)도 큰 문제"라고 덧붙였다. 패키징은 웨이퍼 상의 칩을 개별 다이(Die)로 분리하는 다이싱(Dicing) 공정을 거친다. 이 때 표면이 갈려나가면서 작은 파티클이 형성되는데, 이는 반도체 수율을 떨어뜨리는 악영향을 미친다. 문 부사장은 "기계적인 다이싱 공정에서는 기존 패키징 단에서는 상상도 할 수 없는 파티클이 발생하게 된다"며 "미세한 파티클을 계측하고, 이를 제거할 수 있는 기술이 필요해 공정적으로 수율 확보가 어려운 상황"이라고 밝혔다.

2024.08.27 09:00장경윤

이규제 SK하이닉스 부사장 "차세대 패키징으로 HBM 1등 이어간다"

SK하이닉스가 차세대 패키징 기술로 HBM 1등을 이어간다는 목표를 밝혔다. 이규제 PKG제품개발 담당 부사장은 SK하이닉스의 뉴스룸 인터뷰를 통해 "자사의 HBM(고대역폭메모리)이 전 세계 1등 리더십을 구축한 배경은 TSV(실리콘 관통전극), MR-MUF 등 주요 첨단 패키징 기술을 준비해온 혜안이 있었다"라며 "지속해서 새로운 기술들을 확보해 나갈 계획이다"고 전했다. 이 부사장은 HBM 개발 공적으로 지난 6월 회사의 HBM 핵심 기술진과 함께 SK그룹 최고 영예인 '2024 SUPEX추구대상'을 수상한 인물이다. SK하이닉스는 2013년 세계 최초로 개발한 1세대 HBM 제품에 TSV 기술을 적용했다. TSV는 이미 20여 년 전부터 기존 메모리의 성능 한계를 극복해 줄 차세대 기술로 주목받았지만, 곧바로 상업화된 기술로 부상하지는 못했다. 인프라 구축의 어려움과 투자비 회수 불확실성 등 난제로 누구도 선뜻 개발에 나서지 못했기 때문이다. TSV는 여러 개의 D램 칩에 수천 개의 구멍을 뚫고 이를 수직 관통 전극으로 연결해 HBM의 초고속 성능을 구현해 주는 핵심 기술이다. 이 부사장은 "SK하이닉스도 처음에는 망설이는 회사들 중 하나였지만, 미래 시장에 대비하기 위해서는 고성능과 고용량을 동시에 구현할 수 있는 TSV 기술과 적층(Stacking)을 포함한 WLP(웨이퍼 레벨 패키지) 기술을 동시에 확보해야 한다고 판단하고, 2000년대 초반부터 적극적인 연구에 들어갔다"고 말했다. SK하이닉스가 처음으로 HBM 시대를 열긴 했지만, 본격적으로 시장이 열리고 회사가 주도권을 잡게 된 시점은 3세대 제품인 HBM2E 개발에 성공한 2019년부터다. 이 부사장은 "당시 신속한 고객 대응을 위해 유관 부서의 리더들이 빠르게 기술 관련 데이터와 시뮬레이션 결과를 분석해 MR-MUF의 안정성을 검증해 냈고, 경영진과 고객을 설득해 적기에 이 기술을 3세대 HBM2E에 적용할 수 있었다"고 전했다. MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 공간 사이에 액체 형태의 보호재를 주입하고, 굳히는 공정이다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고, 열 방출에도 효과적이라는 평가를 받는다. SK하이닉스는 HBM2E를 시작으로 지난해 4세대 12단 HBM3와 5세대 HBM3E 개발에 연이어 성공했다. 성공의 1등 공신은 MR-MUF 기술을 한 번 더 고도화한 '어드밴스드(Advanced) MR-MUF'라고 이 부사장과 기술진은 첫손에 꼽는다. 이 부사장은 "12단 HBM3부터는 기존보다 칩의 적층을 늘렸기 때문에, 방열 성능을 더욱 강화해야 했다"라며 "어드밴스드 MR-MUF 기술을 개발을 통해 지난해 세계 최초로 12단 HBM3 개발 및 양산에 성공했으며, 이어 올해 3월 세계 최고 성능의 HBM3E를 양산했다. 이 기술은 하반기부터 AI 빅테크 기업들에 공급될 12단 HBM3E에도 적용되고 있다"고 말했다. 이어서 그는 "표준 규격에 따라 제품 두께는 유지하면서도 성능과 용량을 높이기 위한 칩 고단 적층의 방편으로 최근 하이브리드 본딩 등 차세대 패키징 기술이 주목받고 있다"라며 "SK하이닉스도 방열 성능이 우수한 기존 어드밴스드 MR-MUF를 지속적으로 고도화하는 한편, 새로운 기술들을 확보해 나갈 계획이다" 밝혔다.

2024.08.05 10:01이나리

SK하이닉스 "올해 HBM 매출 전년比 300% 성장할 것"

SK하이닉스가 AI 서버에서 수요가 강한 HBM(고대역폭메모리) 사업 확대에 대한 자신감을 드러냈다. SK하이닉스는 25일 2024년 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 "올해 HBM 매출은 전년 대비 300% 성장할 것"이라고 밝혔다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)으로 연결한 차세대 메모리다. 고용량 데이터 처리가 필요한 AI 서버에서 수요가 빠르게 증가하고 있다. 이에 SK하이닉스는 TSV의 생산능력을 올해 2배 이상 확대하기로 했다. 청주에 위치한 M15 팹을 중심으로 투자가 진행되고 있는 것으로 알려졌다. 또한 SK하이닉스는 HBM3E(5세대 HBM)에 쓰일 1b(5세대 10나노급 D램)으로의 공정 전환도 추진 중이다. 1b D램은 현재 상용화된 D램 중 가장 최선단에 위치한 제품으로, 연말까지 월 9만장 수준의 생산능력을 확보할 계획이다. SK하이닉스는 "늘어난 TSV 및 1b 생산능력을 기반으로 HBM 공급을 빠르게 확대할 것"이라며 "올해 매출은 전년 대비 300% 성장하고, 내년에도 올해 대비 2배 이상의 출하량 성장을 기대한다"고 밝혔다.

2024.07.25 10:58장경윤

SK하이닉스 "HBM3E 12단 공급량, 내년 상반기 8단 앞지를 것"

SK하이닉스가 HBM3E 12단 제품의 출하량이 내년 상반기부터 8단 제품을 앞지를 것으로 내다봤다. SK하이닉스는 25일 2024년 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 HBM3E(5세대 HBM) 시장 전망에 대해 이같이 밝혔다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 차세대 메모리다. 올해부터 5세대 제품인 HBM3E의 양산이 시작되며, 8단과 12단 적층 제품이 순차적으로 상용화될 예정이다. SK하이닉스는 지난 3월부터 HBM3E 8단 제품을 주요 고객사에 공급하기 시작했다. 12단 제품은 지난 5월 고객사에 샘플을 전달한 상태다. SK하이닉스는 "12단 제품은 이번 분기부터 양산을 시작해, 4분기에는 고객사에 공급할 것"이라며 "12단 수요는 내년부터 본격적으로 늘어나, 내년 상반기 12단 공급량이 8단을 넘어설 것으로 전망된다"고 밝혔다. 차세대 제품인 HBM4에 대한 전망도 제시했다. SK하이닉스는 "HBM4는 내년 하반기 어드밴스드 MR-MUF를 적용한 12단 제품부터 출하할 것"이라며 "16단은 2026년 수요가 발생할 것으로 예상돼, 이에 맞춰 기술을 개발하고 있다"고 설명했다. MR-MUF는 HBM 전체에 열을 가해 납땜을 진행하고, 칩 사이에 액체 형태의 보호재를 넣어 공백을 채우는 공정이다. MR-MUF는 칩이 휘어지는 워피지 현상이 발생할 수 있으나, SK하이닉스는 이를 칩 제어 기술과 신규 보호재 적용으로 신뢰성을 높인 어드밴스드 MR-MUF 기술로 대응하고 있다.

2024.07.25 10:35장경윤

차세대 HBM 개발에 소재도 '혁신'…SiC·레이저 주목

HBM(고대역폭메모리)의 D램 적층 수가 점차 증가하는 추세에 따라 이를 위한 포커스링·디본딩 기술도 향후 많은 변화와 발전이 일어날 것으로 예상된다. 주요 메모리 제조업체와 관련 협력사들도 관련 기술에 대한 선제 개발에 이미 뛰어든 것으로 알려졌다. 22일 업계에 따르면 삼성전자, SK하이닉스 등 주요 메모리 제조업체는 차세대 HBM용 TSV 공정의 소재를 변경하는 방안을 검토하고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 TSV(실리콘관통전극)로 연결한 차세대 메모리다. TSV는 층층이 쌓인 D램에 미세한 구멍(홀)을 뚫는 식각 공정을 진행한 뒤, 내부에 전도성 물질을 도금하는 공정을 뜻한다. D램에 홀을 뚫기 위해서는 포커스링이라는 부품이 활용된다. 포커스링은 웨이퍼를 고정하면서 플라즈마 밀도를 균일하게 유지하고, 웨이퍼 측면의 오염을 방지하는 등의 역할을 맡고 있다. 기존에는 쿼츠(석영) 소재가 적용돼 왔다. 그러나 HBM이 현재 8단에서 12단·16단 등 보다 고적층 제품이 상용화되는 경우, 포커스링 소재도 쿼츠에서 실리콘 카바이드(SiC) 등으로 변경될 전망이다. SiC는 쿼츠 대비 고온 및 플라즈마에 대한 내성이 뛰어나다. 현재 전 세계 주요 식각 업체와 포커스링 제조업체가 HBM용 SiC 포커스링 개발을 추진 중이며, HBM 제조사인 삼성전자·SK하이닉스 등도 협력사 구성을 논의하고 있는 것으로 파악됐다. 업계 관계자는 "HBM 단수가 높게 쌓일수록 플라즈마 식각 환경에 노출되는 시간이 길어져, 관련 부품들의 소재 변경도 불가피한 것이 자명한 상황"이라며 "HBM 제조업체들도 이미 공급망 구성을 검토하고 있다"고 설명했다. 또 다른 관계자는 "HBM4(6세대 HBM) 등 차세대 제품에서 SiC 포커스링이 활용될 것으로 전망된다"며 "일부 부품업체도 이에 대한 준비에 분주한 것으로 안다"고 밝혔다. HBM의 D램 적층 수가 16단·20단 이상에 도달하는 경우, '디본딩' 기술에도 변화가 일어날 것으로 관측된다. HBM은 제한된 높이에 D램을 적층해야 하기 때문에 웨이퍼를 매우 얇게 만들어야 한다. 이 경우 워피지(휨) 현상이 발생할 수 있어, 웨이퍼를 받쳐주는 '캐리어 웨이퍼'가 임시로 부착된다. D램에 범프를 형성한 후에는 캐리어 웨이퍼를 다시 제거해야 하는 데, 이 공정을 디본딩이라고 부른다. 현재 디본딩은 얇은 휠로 직접 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼를 떼 내는 메커니컬(Mechanical peel-off) 기술이 활용된다. 그러나 향후에는 이를 레이저로 떼내는 기술이 채용될 예정으로, 복수의 장비업체들이 관련 장비 개발에 매진하고 있다. 업계 관계자는 "D램 웨이퍼 두께가 30마이크로미터 이하가 되면 메커니컬 디본딩으로는 크랙이 발생하는 등 문제가 생길 수 있다"며 "HBM이 20단으로 나아가면 D램 웨이퍼 두께가 25~28마이크로미터가량 돼야하기 때문에, 레이저를 활용할 수밖에 없다"고 말했다.

2024.07.22 13:49장경윤

SK하이닉스 "자체 기술로 HBM 성공…경쟁사 출신 영입설 '사실무근'"

"SK하이닉스의 HBM(고대역폭메모리)는 업계 최고의 속도, 성능을 갖췄습니다. 온전히 회사 개발진들이 오랜 시간 갈고 닦아 온 자체 기술을 기반으로 하고 있죠. 당시 경쟁사에서 우리 HBM 설계 조직에 들어온 인력은 1명도 없었습니다." 27일 SK하이닉스는 공식 뉴스룸을 통해 HBM 기술개발의 주역인 박명재 부사장과의 인터뷰 내용을 공개했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)로 연결한 차세대 메모리다. SK하이닉스의 경우 지난 3월부터 5세대 HBM 제품인 HBM3E를 양산하고 있으며, 차세대 제품인 HBM4의 양산 시점을 당초 내후년에서 내년으로 앞당긴 바 있다. SK하이닉스는 "2~3년 전부터 생성형 AI가 업계 판도를 뒤흔들면서 SK하이닉스의 HBM이 '벼락 성공'을 맞았다고 보는 시각도 있다"며 "그러나 회사는 지난 2013년부터 최고의 기술진이 15년 이상 연구·개발에 집중해 얻은 기술력으로 HBM 분야의 정상에 올랐다"고 설명했다. HBM설계 담당을 맡고 있는 박명재 부사장 역시 HBM이 시장의 주목을 받지 못하던 2010년대를 '위기 속에서 기회를 발견한 시기'라고 표현했다. 박 부사장은 "2010년대 중후반 HBM설계 조직은 공공연히 오지로 불렸다"며 "회사가 HBM2를 개발하는 과정에서 어려움을 겪고 있었고, 무엇보다 시장 성장이 예상보다 더뎠던 탓"이라고 설명했다. 그는 이어 "그러나 우리는 HBM이 SK하이닉스 고유의 기술력을 보여줄 기회이며, 최고의 제품만 개발하면 이를 활용할 서비스는 자연스레 생길 것이라고 확신했다"며 "이것이 HBM2E를 비롯해 후속 제품들의 개발을 밀고 나가는 원동력이 됐다"고 강조했다. 박 부사장은 이 과정에서 '성공의 키(Key)는 고객과 시장이 요구하는 것보다 월등히 높은 수준의 1등 성능을 확보하는 것'이라는 교훈을 얻었다. 그리고 이를 위해 절치부심하며 HBM2E 개발에 나섰다고 회상했다. 박 부사장은 "HBM2E부터는 외부 기대치보다 훨씬 높은 수준을 목표로 잡고 협업을 강화했다"며 "덕분에 MR-MUF, HKMG, Low-K IMD 등 주요 요소 기술과 현재의 기틀이 된 설계 및 테스트 기술들이 모두 이때 기반을 다지게 됐다”고 밝혔다. 이후 SK하이닉스는 세계 최고 용량 12단 HBM3를 개발한 지 4개월 만인 2023년 8월 HBM3E를 공개하며 제품이 시장에 나오기까지 걸리는 시간(Time to Market)을 획기적으로 단축했다. 지난 3월에는 HBM3E 양산에 이어 고객에게 가장 먼저 제품을 공급하기도 했다. 박 부사장은 이 같은 성공의 비결은 '성능, 품질, 시장 대응력'임을 강조했다. 그는 "SK하이닉스의 HBM은 업계 최고의 속도, 성능을 갖췄다"며 "특히 여기에 적용된 당사 고유의 MR-MUF 기술은 고성능으로 인한 발열을 가장 안정적으로 줄여 세계 최고 성능 구현에 기여했다"고 말했다. 또한 박 부사장은 얼마 전 HBM 개발과 관련돼 항간에 돌았던 루머에 대해 '사실무근' 이라고 명확히 짚으면서 앞으로도 경쟁 우위를 확고히 지켜가겠다는 의지를 다졌다. 앞서 지난해 국내 일부 언론에서는 SK하이닉스가 경쟁사 출신의 개발자들을 영입해 HBM을 개발했다고 주장한 바 있다. 박 부사장은 "얼마 전 경쟁사의 HBM팀이 당사로 넘어와 기술을 개발했다는 사실무근의 루머가 있었는데, 온전히 우리 힘으로 기술 개발을 해낸 당사 구성원들로서는 자존심에 상처를 받을 수밖에 없었다"며 "SK하이닉스 HBM은 명확하게 당사 자체 기술이며, 당시 경쟁사에서 우리 HBM 설계 조직에 들어온 인력은 1명도 없다"고 설명했다.

2024.06.27 10:36장경윤

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