고적층 HBM용 '하이브리드 본더', 국내외 장비사 경쟁 본격화

[이코노믹데일리] HBM(고대역폭메모리) 시장이 급성장하며 후공정 장비인 본더가 주목받고 있다. D램을 쌓아 올리는 이 장비의 기술에서 하이브리드 본더가 새로운 대안으로 떠오르며 국내외 장비 기업들의 경쟁이 심화되고 있다.

23일 업계에 따르면 한미반도체와 한화세미텍은 최근 하이브리드 본더 개발 계획을 공개하며 HBM용 패키징 장비 시장에 본격적으로 속도를 내고 있다. 한화세미텍은 내년 초 하이브리드 본더 ‘SHB2 나노’ 출시를 포함한 로드맵을 공개했다. 한미반도체도 하이브리드 본딩 기술에 1000억원을 투자해 2027년 신규 장비를 출시할 계획이다.

본더는 D램을 수직으로 쌓아 HBM을 만드는 과정에서 칩을 붙이는 역할을 하며 HBM의 성능과 전력 효율을 좌우한다. 현재 칩 사이에 전도성 돌기인 범프를 활용해 칩을 열과 압력으로 붙이는 열압착(TC) 본더가 주로 사용되고 있다.

다만 HBM이 12단을 넘어 20단 이상으로 고적층화됨에 따라 범프 없이 칩을 직접 붙이는 하이브리드 본더가 차세대 HBM의 필수 장비로 떠오르고 있다. 하이브리드 본더는 칩 두께를 줄이고 전력 손실을 최소화할 수 있어 HBM4의 16단 이상 제품 생산에서 핵심 역할을 할 것으로 전망된다.

현재 반도체 후공정 본딩 장비 시장은 TC 본더가 주도하고 있으며 향후 수년간 이 흐름은 계속될 전망이다. 향후 성장률은 하이브리드 본더가 높지만 시장 규모 측면에서는 TC본더가 하이브리드 본더보다 큰 우위를 점할 것이란 분석이다.

시장조사업체 욜 그룹은 TC 본더 시장은 2025년 5억4200만 달러(약 7542억원)에서 2030년 9억3600만 달러(약 1조3025억원)로 73% 성장할 것으로 내다봤다. 하이브리드 본더는 같은 기간 1억5200만 달러(약 2115억원)에서 3억9700만 달러(약 5524억원)로 161% 성장할 전망이다.

이같은 기술 전환을 앞두고 국내외 장비 기업들의 경쟁도 치열해지고 있다. 미국 어플라이드머티어리얼즈와 네덜란드 베시(Besi) 등 글로벌 선두 업체들도 이미 하이브리드 본더 시제품을 선보이며 시장 선점을 노리고 있다.

TC본더를 앞세워 지난해 국내 반도체 장비 업체 가운데 가장 많은 2554억원의 영업이익을 올린 한미반도체도 하이브리드 본더 부상에 대응해 본딩 기술 개발에 나섰다. 회사는 오는 2027년 하이브리드 본더 출시를 목표로 약 1000억원을 투자할 계획이다. 또한 국내 반도체 장비 기업인 테스와도 하이브리드 본딩 기술을 협력할 예정이다.

최근 SK하이닉스에 TC 본더를 공급하며 주요 공급사로 자리매김한 한화세미텍도 나선다. 회사는 내년 하이브리드 본더인 'SHB2 나노' 출시를 목표로 하며 기술 경쟁력 확보에 속도를 내고 있다. 이에 박상욱 신영증권 연구원은 "TC본더 매출로 단기 성장을 확보하면서 하이브리드 본더 성과가 향후 사업 방향을 좌우할 것"이라고 분석했다.

업계 관계자는 "더 높은 단의 반도체가 요구되면서 TC본더와 같이 가면서도 앞으로 하이브리드 본더 시장 규모가 커질 것은 확실하다"며 "다른 업체보다 먼저 선점하는 것이 중요해 개발을 가속하고 있다"고 설명했다.