-이번에는 반도체 얘기 나눠보도록 하겠습니다. 노태민 기자 모셨습니다. 이번 주에 삼성전자 실적 발표 있었고. 그다음에 지금도 『세미콘 코리아 2024』 일고 있고. 반도체 분야의 빅이슈가 많았는데. 오늘 할 얘기는 하이브리드 본딩 관련이에요. 여러분 기억하실지 모르겠지만 작년 7월에 저희가, 아마 국내 전자 반도체 쪽 미디어로는 처음으로 하이브리드 본딩 콘퍼런스를 한번 열었었는데. 어마어마한 관심을 끌었었죠?
“굉장히 관심이 많으셨고. 자료 보여줄 수 없냐고 문의하신 분들도 많았습니다.”-자료를 보내달라 이런 얘기도 많았는데. 올해도 7월에 열 예정인데. 많은 관심 부탁드리고요. 일단 오늘 말씀해 주실 게, 삼성전자가 하이브리드 본딩 장비 셋업을 했다.
“셋업을 하고 있습니다. 깔고 있는 거고요. ‘베시’라는 기업, 다이 어태치 하는 기업인데. 거기랑 ‘어플라이드머티어리얼즈(어플라이드)’가 공동으로 장비를 넣고 있습니다.”-넣는 데는 어디 공장이에요?
“천안 캠퍼스 쪽에 들어가고요. 여기가 삼성전자 어드밴스드 패키징 기지인데. 이쪽으로 장비를 셋업하고 있고. 이게 양산용이라고 합니다. 저도 벌써 양산용인가 싶긴 했는데, HBM은 아니고 비메모리 양산에 쓰일 예정이라고 합니다. HBM 아닙니다. 비메모리 쪽에 쓰입니다.”-비메모리 쪽에… 구체적으로 그러면 CMOS이미지센서(CIS) 이런 거예요?
“거기는 웨이퍼 투 웨이퍼(W2W)라서 다르고요. 지금 쓰이는 거는 3D 패키징 쪽에… 사실 웨이퍼 투 웨이퍼도 3D 패키징이지만, TSMC의 SoIC랑 비슷하다고 생각하시면 될 것 같아요. 삼성전자 3D 패키징 플랫폼이 엑스큐브(X-Cube)라는 게 있거든요. 2020년도에 발표한 걸로 저는 기억을 하고 있고요. 엑스큐브에 추후에는 하이브리드 본딩까지 적용하겠다고 얘기를 한 적이 있습니다. 이거랑 올해 공개 예정인 세인트(Saint)라는 신규 플랫폼이 있는데. 여기에 사용될 것으로 보입니다. 물론 세인트에서 하이브리드 본딩을 쓸 건지 아니면 기존 본딩을 쓸 건지에 대해, 아직 정확하게 발표하지 않았지만, 여기에 세인트 S, 세인트 L, 세인트 D 등이 있는데. 세인트의 구성 요소 중에서요. 세인트 S 같은 경우에는 로직 위에 S램을 올리고…”-위에 뭘 올리냐에 따라서 이름 붙이는 거잖아요?
“S램, 로직, D램을 각각 올리는 건데. I/O를 좋게 하려면 결국은 하이브리드 본딩을 써야 하거든요. 그리고 올해 깔리고 있는 게 양산용 장비다 보니까. 여기 쓰일 확률이 꽤 높을 것 같습니다. 물론 삼성 쪽에서는 아직 확인은 안 해주는 상황이고요.”-확인은 아직 안 해준 상황이고. 일단은 셋업하고 있다는 얘기는 공히 여러 장비사, 업계든 다 확인된 거고요?
“맞습니다.”-그러면 하이브리드 본딩에 대해서, 작년에 저희가 콘퍼런스 준비하는 과정에서 기사든 뭐든 많이 소개해드렸어요. 그때 저희가 네덜란드 베시라는 기업도 한번 조명을 했었죠. 노태민 기자도 기사 한번 썼던 것 같은데.
“두세 번 썼던 것 같습니다.”-하이브리드 본딩 이게 기존 본딩 방식하고 차이점은 뭐예요? 그리고 장점은 뭐예요?
“솔더볼이나 범프로 본딩을 했었는데. 중간에 다이, 다이에 솔더볼이나 범프가 원래 들어갔어요. 이거를 없애겠다는 겁니다. 없애서 카파 투 카파(직접 구리-구리 결합)로 연결해서 기존 본딩 방식 대비 I/O랑 배선 길이 등을 개선하겠다는 겁니다. 그러니까 HBM 쪽에서도 하이브리드 본딩을 적용해야 한다는 이야기가 계속 나오는 게. 점점 더 높아지는 높이(height) 문제도 있고요. I/O를 1024개인데, 이거를 2048개로 늘려야 되거든요. 그럼 이거를 TC 본딩으로 과연 할 수 있을까, 의문 때문에… 아직 정확한 방향은 정해지지 않은 것 같은데, 하이브리드 본딩 얘기가 나오고 있는 것 같습니다. 물론 HBM4에도 적용할 수 있다고 얘기가 나오고 있고요.”-하이브리드 본딩이라는 게, 카파 투 카파라는 방식이잖아요. 범프나 솔더볼 안 쓰는, 일종의 다이에 구멍을 뻥뻥뻥 뚫어서, 거기에 구리를 넣고, 그걸 통해서 I/O를 늘릴 수 있다는 거죠.
“I/O 늘리고 배선 길이를 줄이고.”-전기 신호를 계속 더 하게 되는 거고. 그런데 아까 TSMC 얘기하셨어요. 이미 하이브리드 본딩 방식을 적용했는데, 그 이름이 아까 뭐였죠?
“SoIC(System on Integrated Chips)이라고 부르고요. 여기는 이미 하이브리드 본딩을 한 2년 전이었나요. 오래전부터 쓰고 있습니다. 제일 처음 적용했던 게. AMD CPU 위에 S램을 올렸던 방식인데. 여기도 어플라이드하고 베시 장비를 사용하고 있습니다.”-장비는 어플라이드하고 베시가 거의 독점하고 있나 봐요?
“이쪽 비메모리 쪽은 독점하는 것 같고요. 그러니까 완전 선단 쪽으로요. 비메모리라면 CIS도 되는데. 거기는 웨이퍼 투 웨이퍼니까 다른 얘기고요. 하여튼 두 기업은 2020년부터 하이브리드 본딩 장비 생산을 위해 공동 연구를 진행했었고요. 베시가 다이 어태치 장비를 만들고. 어플라이드가 유전체 증착, 플라즈마 장비, 화학적기계연마(CMP) 장비 등을 생산하고 있습니다.”-작년에 어플라이드가 ‘하이브리드 본딩용 장비 내놨다’ 그런 적도 있었죠.
“맞습니다. 발표도 했었고요. 저희 콘퍼런스에 와서도 관련해서 같이 설명했었고요.”-관련해서 삼성전자 컨퍼런스 콜 어제였죠. 컨콜에서 올해 반도체 비트그로스, 투자 계획, 감산 여부 다 발표했는데. 2나노 그게 눈에 띄더라고요. 그 내용이 뭐였죠?
-2나노가 인텔이 2025년?
“올해부터 양산을 준비한다고 하니까. 그들은 초기에는 자기 물량들을 먼저 하고요. 그 후에는 열어줄 건데.”-하여간 빨라요. 3나노 얘기가 나온 지 얼마 안 됐는데.
“스케일링이 빠르게 진행되고 있는 것 같습니다.”-업황이 살아나니까, 이런 투자나 기술 경쟁 얘기도 계속 더 나올 수밖에 없는 구조인 것 같아요. 관련해서 SK하이닉스도 하이브리드 본딩 관련 얘기했죠?
“어제 세미콘에서 밝힌 내용이고요.”-직접 발표를 한 거죠?
“발표했습니다. 기조연설에서 발표했고, 사실 이미 업계에서는 결국은 하이브리드 본딩으로 갈 거라는 시선이 너무 많았고요.”-HBM 관련해서?
“HBM 아니고요. 낸드요. 낸드에 하이브리드 본딩이 들어갈 거라는 건 거의 확실시…”-낸드도 지금 몇 단이죠?
“200단 정도인데. 후에는 400단 넘게…”-1000단 얘기도 나오고,
“1000단 이야기도 나오죠. 많이 남은 이야기지만, 어제 SK하이닉스가 기조연설 연사로 나섰는데. 김춘환 SK하이닉스 부사장 그분이 400단 이상 낸드 제품부터는 하이브리드 본딩의 적용을 검토하겠다는 식으로 얘기하셨어요. 현재 웨이퍼 한 장으로 만들던 낸드를 두 장으로 만들겠다는 얘기입니다. 근데 이거는 사실 중국 낸드 기업 YMTC가 이미 사용하고 있는 방식이에요. 엑스태킹이라고도 부르는데. 현재 낸드를 페리페럴(Peripheral) 위에 메모리 셀을 쌓는 방식으로 제조하고 있잖아요. 이거를 웨이퍼를 각각 하나씩 만들게 되면 메모리 셀 따로, 그리고 위에 페리페럴(Peripheral) 따로, 이렇게 해서 제조 효율을 높인다는 이런 개념으로 이해하시면 될 것 같아요. 근데 사실 SK하이닉스 같은 경우에는 321단을 2025년에 양산 예정이라고 하니까. 아까 삼성 같은 경우에는 굉장히 빠른 시일 내에 비메모리 쪽에 하이브리드 본딩을 적용하겠지만, SK하이닉스가 낸드에 하이브리드 본딩을 적용하는 거는 2020년대 후반이나 되지 않을까 싶습니다.”-20년대 후반이면 2027, 2028, 2029 정도?
“그 정도인데, 그거는 더 지켜봐야 할 것 같고요. 근데 방향은 낸드에서도 하이브리드 본딩이 맞다.”-자화자찬일지는 모르겠지만, 작년에 하이브리드 본딩 콘퍼런스 하면서 업계의 기술 트렌드를 저희가 미리 선견했다. 이렇게 감히 말씀을 드릴 수 있을 것 같습니다. 하여간 올해 7월에도 열 예정인데. 아마 더 작년보다 더 뜨거운 관심이 있을 것 같아요. 왜냐하면 이미 본격적으로 양산에 적용되는 것 아니에요.
“맞습니다. 비메모리 쪽은 양산에 적용되는 거고. 또 HBM 쪽에서도 하이브리드 본딩을 적용할 수 있다는 전망이 굉장히 많이 나오고 있고. 연구도 활발하게 진행되고 있고. 실제로 SK하이닉스 같은 경우에는 HBM2E를 8단이었나요? 제가 정확히 기억이 안 나는데, 거기 하이브리드 본딩을 적용해서, 모두 얼라인해서 하이브리드 본딩만으로 만든 칩을, 최근에 논문을 발표한 적도 있고요.”-그와 관련해서 알아보셨는지 모르겠는데. 국내 소부장(소재·부품·장비) 중에 하이브리드 본딩 관련해서 눈에 띄는 기업은 있어요?
“한화랑 같이 하죠. 한화정밀기계랑 공동으로 개발하고 있고요. 그거는 뭐 기사로도 많이 났고. 워낙 잘 알려진, 굉장히 예전부터 했었습니다. 이전에도 본딩 장비를 같이 만든 전례가 있고요. 지금도 같이 열심히 개발하고 있다고 합니다. 굉장히 긴밀하게 하는 걸로 저는 알고 있습니다. 그 외에 또 말씀드리고 싶은 거는 삼성전자도 낸드 쪽에 하이브리드 본딩 적용 계획이 있습니다. V낸드 11세대나 12세대 정도에 로드맵이 있는 걸로 저는 알고 있고요. 물론 업계분한테 들은 이야기죠. 일본 키옥시아 같은 경우에는 올해 출시한 218단 제품부터 하이브리드 본딩을 적용합니다.”-이게 솔더볼이나 범프 만드는 회사들은 방향을 달리 잡아볼 필요도 있을 것 같아요. 기술 트렌드가 그쪽으로 바뀌고 있다고 하면.
“물론 그렇게 생각을 하실 수도 있겠지만, 하이브리드 본딩이 적용되는 건 정말 소수의, 정말 특별한 공정만 적용이 되는 거기 때문에 솔더볼이나 범프 같은 경우에는 계속해서 수요가 많을 것 같습니다. 저희가 FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array)를 쓴다고 해서 와이어 본딩을 안 쓰는 건 아니잖아요. 그리고 리드 프레임(lead frame)이 그렇게 각광받는 이유도 계속해서 수요가 있는 거기 때문에 솔더볼이나 범프도 나쁘진 않을 것 같습니다.”-우리 실시간 채팅창에 보면 ‘하이브리드 본딩은 어떤 검사 장비로 확인하나요?’ 이런 궁금증이 많아요. 이거 관련해서는 저희가 7월에 종합해서, 저희가 빅 콘퍼런스를 한번 열어서 소개해 드리도록 하겠습니다. 오늘 다 하신 거죠? 오늘 말씀 감사합니다.
“감사합니다.”-잠시 쉬었다 오겠습니다.
