한화 vs 한미 '하이브리드 TC본더' 격돌…차세대 HBM 장비戰 가열

한미반도체와 한화세미텍이 차세대 HBM 패키징 핵심 장비인 '하이브리드 TC본더' 시장을 놓고 경쟁을 예고하고 있다.

하이브리드 본더는 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 엮는 역할을 수행하는 반도체 패키징 장비다. 기존 공정에서 활용되는 TC본더 대비 칩 간 간격을 줄이고, 칩 사이 단자(범프) 없이 직접 접합이 가능해 발열과 전력 손실을 줄일 수 있다. 

현재 시장은 초기 단계지만, HBM6 양산 시점에 맞춰 본딩 방식이 기판 기반에서 웨이퍼 대 웨이퍼(W2W) 기반 하이브리드 방식으로 본격 전환될 것으로 전망, 양사의 기술투자와 고객 선점 경쟁이 급물살을 탈 전망이다.

HBM용 하이브리드 본딩은 아직 연구개발(R&D) 단계에 있는 기술로, 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 주요 메모리 기업이 모두 시제품 제작을 진행하고 있다. 이에 국내 한미반도체·한화세미텍 등도 제품 개발에 적극 나서는 추세다.

28일 반도체 업계에 따르면 한미반도체는 1000억원을 투입해 하이브리드 본더 전용 공장을 인천 주안국가산업단지 내에 건설 중이다. 

해당 공장에서는 △HBM용 하이스펙 TC 본더 △플럭스리스 본더 △AI용 2.5D 빅다이 패키지 TC 본더 △하이브리드 본더 등 차세대 반도체 패키징 장비들이 생산될 예정이다. 한미반도체는 해당 장비를 2027년 말까지 출시할 계획이다. 지난 5월 HBM4 전용 TC 본더 'TC 본더 4'를 출시한 데 이어, 연내 플럭스리스 본더도 내놓을 방침이다.

기술 제휴도 강화되고 있다. 한미반도체는 최근 반도체 장비사 테스와 하이브리드 본더 기술 협약을 맺었다. 테스의 플라즈마·박막 증착·클리닝 기술을 자사 본더 플랫폼에 결합해 기술 경쟁력을 한층 끌어올린다는 구상이다. 연구개발(R&D) 인력도 강화해 기술 고도화를 가속화 한다는 구상이다.

한화세미텍은 하이브리드 본더 시장에선 한 발 앞선 진입으로 경쟁 우위를 확보하고 있다는 평을 받고 있다. 1세대 하이브리드 TC본더를 고객사에 이미 공급해 설치·운영 중이며, 현재는 2세대 장비 개발 막바지 단계에 접어든 것으로 알려진다.

시장에서는 한화세미텍이 조만간 2세대 하이브리드 TC본더를 출시할 수 있는 수준에 도달한 것으로 보고 있으며, 내년에는 해당 장비가 고객사 퀄리티 테스트(QT)에 들어갈 수 있을 것으로 관측하고 있다.

김광진 한화투자증권 연구원은 "한화세미텍은 2021년부터 SK하이닉스와 협력해 1세대 하이브리드 본더를 제작했고, 올해 말에는 2세대 장비 개발도 완료될 것으로 보인다"며 "국내에서는 가장 앞선 기술력을 갖춘 업체로 평가할 수 있다"고 분석했다.

이번 한미반도체의 투자와 한화세미텍의 기술 고도화는 차세대 메모리 시대의 주도권을 두고 벌이는 전략적 패권 경쟁으로 해석된다. HBM6 상용화가 가시권에 접어든 가운데 어떤 기업이 빠르게 기회를 선점할지 업계의 시선이 집중되고 있다.

업계 관계자는 "하이브리드 본딩 기술은 HBM6 본격 양산과 함께 반도체 장비 시장의 구조를 바꿀 게임 체인저가 될 전망"이라고 전했다.

그러면서 "데이터 전송 효율과 집적도 향상을 위해 하이브리드 방식의 필요성이 커지고 있다"며 "아직 시장은 개화 전 단계지만, 차세대 HBM에는 하이브리드 본딩이 필수 기술로 적용될 수밖에 없기 때문에 HBM6를 기점으로 장비 업체 간 경쟁이 더욱 치열해질 것”"이라고 덧붙였다.