[딜사이트 김민기 기자] 최근 삼성전자가 고대역폭메모리(HBM)4 개발을 위해 파운드리 경쟁자인 TSMC와의 협력을 공식화하면서 열압착(TC)본더에서도 자회사 세메스 이외에 공급망을 다변화할지 관심이 커지고 있다. 업계에서는 삼성전자가 연말 인사를 통해 메모리 사업부장을 새롭게 뽑고 조직개편 등이 이뤄지면 신규 장비 반입 검토 논의도 진행될 수 있을 것으로 관측 중이다. 

ASMPT는 3분기 실적발표를 통해 SK하이닉스(leading HBM player)로부터 10월에 TC본더 컨디셔널(조건부) 대량 수주(약 31대)가 있었다고 밝혔다.  다만 현재 ASMPT가 납기일을 맞추지 못해 장비 도입이 미뤄지면서 SK하이닉스가 부족한 HBM 생산량을 맞추기 위해 한미반도체 장비를 빠르게 도입하고 있는 것으로 알려졌다. 마이크론과도 TC본더 데모 장비 1대를 계약을 한 것으로 알려졌다.

최근 HBM3E가 8단에서 12단으로 넘어가면서 메모리 제조사들도 기존 TC본더에서 한 단계 진화된 장비의 필요성을 느끼고 있다. SK하이닉스도 독점적 지위를 구축했던 한미반도체 이외에 다양한 협력사를 통해 장비 개발 및 납품을 받고 있는 상황이다. 여기에 지난 5일 SK하이닉스가 HBM3E 16단 제품까지 세계 최초로 개발했다는 발표까지 나왔다. 후발주자인 삼성전자와 마이크론 입장에서는 HBM 경쟁력 격차가 더욱 벌어질 수 있다는 불안감이 커지고 있는 중이다. 

마이크론의 경우 SK하이닉스가 사용하고 있는 한미반도체 TC본더를 상반기 도입해 사용하고 있고, 12단에서는 ASMPT도 검토 중인 것으로 알려졌다. 업계 관계자는 "마이크론이 최근 삼성전자 인력을 흡수하고 한미반도체 TC본더를 사용한 이후 HBM 수율도 기존 20~30%대 수준에서 50%대 이상으로 올린 것으로 알려졌다"며 "엔비디아 퀄테스트도 통과했을 것으로 보여 마이크론이 한미반도체 TC본더 수주를 늘릴 것으로 예상된다"고 말했다. 

삼성전자도 SK하이닉스가 HBM3E가 16단을 개발하면서 TC본더 장비 다변화에 대한 고민이 커질 수밖에 없다. 현재 삼성전자는 HBM의 핵심인 로직다이의 경쟁력 강화에 총력을 기울이고 있다. 4세대 10나노급 D램인 1a 제품에 대해 회로 설계단에서 풀 레이어 리비전(full layer revision)을 진행 중이고, HBM4의 로직다이가 될 1c D램의 경우 수율 확보에 사활을 걸고 있다. 

D램의 품질과 수율이 어느 정도 확보될 경우 HBM의 D램 적층 기술에 대한 개선도 이뤄질 것으로 보인다. 이를 위해 기존의 최대 고객인 일본 신카와 장비 이외에 한미반도체나 ASMPT에 대해서도 검토할 것으로 예상된다. 업계에 따르면 이미 삼성전자 측에서는 한미반도체 측에 TC본더 테스트 장비를 요청한 바 있는 것으로 전해졌다. 

하지만 한미반도체에서도 과거 세메스 등과 기술 유출 사건으로 소송을 한 적이 있어 대량 구매가 아닌 1~2대의 테스트 장비만 납품하기는 힘든 상황이다. 더욱이 삼성전자와 같은 TC-NCF 공정을 사용하고 있는 마이크론에 납품한 이력이 있어 굳이 테스트 장비만 납품할 필요가 없다는 판단이다. 

한편 SK하이닉스는 HBM3E 16단을 개발하면서 어드밴스드 MR-MUF 기술 이외에 하이브리드 본딩 기술도 동시에 개발을 진행하면서 시장 선점에 나서고 있다. 국제반도체표준화기구인 제덱(JEDEC)이 HBM 패키징 두께 요건을 완화하면서 하이브리드본딩 도입이 HBM4E 이후에나 도입될 것으로 예상됐다. 하지만 SK하이닉스가 HBM의 기술을 선도적으로 이끌어가면서 하이브리드본딩 역시 발빠르게 개발하고 있어 삼성전자도 하이브리드본딩 기술 개발을 늦출 수 없다.

이에 삼성전자가 하이브리드 본딩 장비에 필요한 핵심 장비를 만드는 네덜란드 베시(BESI)와의 협력을 강화할 가능성도 있다. 최근 TSMC와의 협력도 공식화한 상황에서 세메스 장비의 경쟁력과 기술력이 예상보다 올라오지 않는다면 외부 협력사를 이용할 것으로 보인다. 여기에 연말 인사와 조직개편, 반도체연구소 내 설비기술연구소 해체 등으로 인해 장비업체 협력사 생태계 구성도 새롭게 검토할 수 있다는 분석이다. 

업계 관계자는 "SK하이닉스가 한미반도체 ASMPT, 한화정밀기계와 선을 잡고 있는 상황"이라며 "삼성전자는 이미 손을 잡고 있는 베시와 연구를 강화해 선제적으로 하이브리드 본딩을 적용하는 방안을 고려할 수 있다"고 전했다.