차세대 HBM(우)은 범프 없이 D램 다이끼리 직접 붙인다. [출처=넥스틴]
차세대 HBM(우)은 범프 없이 D램 다이끼리 직접 붙인다. [출처=넥스틴]

반도체 검사 장비 전문기업 넥스틴이 고대역폭메모리(HBM)‘ 제조 과정에서 D램 스택(Stack·적층) 후 검사 장비 사업에 본격 나선다. 연내 엑스레이(X-ray) 검사 장비 업체 인수를 마무리하고, 차세대 HBM 공정에 필수적인 비파괴 검사 솔루션을 선점한다는 계획이다.

2일 반도체 업계에 따르면 HBM은 D램을 수직으로 여러 개 쌓아 데이터 처리 속도를 극대화하는 기술로, 인공지능(AI) 반도체의 핵심 부품으로 자리 잡았다. 현재 12단까지 쌓는 기술이 상용화됐지만, 향후 16단 이상으로 D램을 쌓기 위해서는 ‘하이브리드 본딩’이 도입될 것으로 전망된다.

기존 HBM은 D램과 D램 사이 범프가 있었으나, 차세대 HBM에선 제한된 높이에 더 많은 D램을 쌓기 위해 D램끼리 직접 연결하는 하이브리드 본딩이 사용될 예정이다.

문제는 여러 개의 D램을 모두 쌓은 후 각 층이 제대로 결합됐는지 확인하는 검사 단계에서 발생한다. 검사 방식은 비파괴 방식과 파괴 방식으로 나뉘는데, 파괴 방식으로 HBM 완제품을 검사할 경우 막대한 비용 부담이 초래된다. 이 때문에 업계에선 HBM을 파괴하지 않고 내부를 투과해 들여다볼 수 있는 엑스레이 검사 기술을 유일한 대안으로 보고 있다.

HBM 스택 전 D램 다이를 검사하는 넥스틴의 '크로키' 장비. [출처=넥스틴]
HBM 스택 전 D램 다이를 검사하는 넥스틴의 '크로키' 장비. [출처=넥스틴]

이러한 시장 변화에 대응해 넥스틴은 발 빠르게 움직이고 있다. 최근 미국 반도체 엑스레이 검사 기술 업체 액시오마틱(Axiomatique)과 합작해 ‘넥스레이(NeXray)’를 설립한 데 이어, 현재 또 다른 엑스레이 검사 장비 업체의 인수를 추진 중이며 막바지 단계에 와 있다. 해당 인수는 올해 안에 마무리될 예정이다.

넥스틴은 내부적으로 고객사의 하이브리드 본딩 양산 시점보다 6개월 앞서 장비를 개발 및 납품한다는 계획이며, 2027년경 매출이 발생할 것으로 예상된다. 다만 하이브리드 본딩 기술 발전 상황에 따라 다소 지연될 수 있다.

이번 인수가 완료되면 넥스틴은 HBM 공정 전반을 아우르는 검사 장비 포트폴리오를 구축하게 된다. 넥스틴은 이미 D램을 쌓기 전 개별 다이(Die)의 표면 결함을 검사하는 매크로 검사 장비 ‘크로키(Kroky)’를 보유하고 있다. 여기에 스택 후 공정을 위한 엑스레이 검사 장비가 더해지면, HBM 제조의 핵심 검사 장비 라인업이 모두 완성될 전망이다.

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