SK하이닉스가 400단급 낸드부터 하이브리드 본딩 적용을 검토한다. 중국 낸드 기업 YMTC처럼 두 개의 웨이퍼를 결합해 낸드를 만들겠다는 얘기다. 

김춘환 SK하이닉스 부사장은 31일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '세미콘 코리아 2024'에서 "3D 낸드 400단급 제품에서 웨이퍼 본딩 기술을 채택해 경제성을 만족하고 양산에 유리한 차세대 플랫폼을 개발하고 있다"고 말했다. 

하이브리드 본딩은 차세대 패키징 기술로 주목받고 있는 기술이다. 솔더볼이나 범프가 아닌 구리(Cu) 연결을 통해 I/O를 늘리는 기술이다. 기존 본딩 방식 대비 I/O와 배선 길이 등을 개선할 수 있다는 장점이 있다.

적층 방식에 따라 웨이퍼 투 웨이퍼(W2W), 웨이퍼 투 다이(W2D), 다이 투 다이(D2D) 등으로 나뉜다. 이 중 웨이퍼 위에 웨이퍼를 적층하는 W2W가 생산성이 가장 높다. YMTC도 W2W를 통해 낸드를 생산 중이다. 국내에서는 삼성전자 등 기업이 CMOS이미지센서(CIS)에 W2W를 적용 중이다.

현재 YMTC를 제외한 낸드 기업은 페리페럴 위에 메모리 셀을 쌓는 형태로 낸드를 만들고 있다. 이를 로직 웨이퍼(페리페럴)와 셀 어레이 웨이퍼로 나누겠다는 얘기다. 321단 제품이 오는 2025년 양산 예정인 만큼, 2020년대 후반 적용될 것으로 추정된다. 삼성전자는 낸드 V11, V12 정도에 하이브리드 본딩 양산 적용을 계획하고 있는 것으로 알려졌다.

다만, 양산 적용을 위해서는 특허 확보가 필요한 상황이다. 업계에서는 관련 특허를 TSMC가 50% 이상 보유하고 있고, 엑스페리가 30% 정도 보유 중이라고 분석하고 있다. YMTC는 엑스페리(Xperi) 특허를 이용해 하이브리드 본딩을 사용한 낸드를 양산하고 있다.

한편, SK하이닉스는 몰리브덴 등 차세대 소재 도입도 준비 중이다. 김 부사장은 "현재 (저장 게이트 소재로) 사용 중인 텅스텐의 경우 저항에 대한 한계가 나타나고 있다"며 "최근 텅스텐 대체 물질로 몰리브덴에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다"고 전했다. 이어 "공정 성숙도, 생산성, 생산 비용 등을 고려해 400단급에서 (몰리브덴) 기술 채택 여부를 결정할 예정"이라고 부연했다.

디일렉=노태민 기자 [email protected]
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