최근 3개월 HBM 하이브리드 본딩 기술 관련 주요 동향

2025년 3월

• 3월 21일 – 미국에서 열린 GTC 2025 행사에서 SK하이닉스는 12단 적층 HBM3E를 전시하고, 개발 중인 12단 HBM4 모형을 공개했습니다. SK하이닉스는 2025년 하반기 중 12단 HBM4의 대량 생산 준비를 완료할 계획이라고 밝혔습니다ednasia.com. 업계에서는 차세대 HBM4에 마이크로범프 대신 구리-구리 하이브리드 본딩 기술을 적용해 I/O 용량을 늘리고 소비전력과 발열을 개선할 것으로 전망하고 있습니다ednasia.com.

2025년 4월

• 4월 17일 – SK하이닉스 이강욱 부사장(패키지기술 담당)은 전자정보통신학회(IEIE) 세미나에서 차세대 HBM에 하이브리드 본딩을 도입할 계획을 발표했습니다alphabizkr.com. 그는 “HBM4의 16단 적층까지는 개선된 MR-MUF 공정으로 대응하겠지만, 20단부터는 하이브리드 본딩이 기본 기술이 될 것”이라고 밝혔습니다alphabizkr.com. 기존 마이크로범프 방식은 적층 단수가 증가할수록 두께 증가와 열 발산 문제로 한계가 있기 때문에, 범프를 없애고 칩 간격을 줄이는 하이브리드 본딩이 필요하다는 설명입니다. SK하이닉스는 올해 하반기 양산 예정인 6세대 HBM4까지는 MR-MUF를 적용하고, 2026년 출시할 HBM4E(7세대)부터 일부 하이브리드 본딩을 도입한 뒤, 8세대 HBM5에서 완전 전환하는 로드맵을 제시했습니다alphabizkr.com.
• 4월 21일 – 국제 반도체 표준화 기구 JEDEC이 차세대 HBM4 표준(JESD270-4)을 공식 발표했습니다trendforce.com. HBM4는 스택 당 독립 채널 수를 HBM3의 16개에서 32개로 두 배로 늘리고, 2048비트 인터페이스에서 최대 8Gb/s, 총 2TB/s 대역폭을 지원합니다. 또 4-Hi, 8-Hi, 12-Hi, 16-Hi 적층 구성(24Gb 또는 32Gb 칩 사용 시 최대 64GB 용량)까지 규정되었습니다trendforce.com. 당초 16단 적층은 기존 패키징 기술로 한계가 있어 하이브리드 본딩 도입이 불가피할 것이라는 우려가 있었으나, JEDEC는 12단 및 16단 HBM4의 공칭 패키지 두께를 775μm로 완화하여 표준화했습니다trendforce.com. 이에 따라 당장에는 기존 열압착 본딩 방식(TC 본딩)으로도 16단 HBM4 구현이 가능해져, 하이브리드 본딩 도입에 대한 압박이 한층 줄었다는 평가가 나왔습니다.
• 4월 23일 – 네덜란드의 반도체 패키징 장비기업 BESI는 AI 데이터센터용 수요 증가에 힘입어 2025년 1분기 주문량이 전분기 대비 8.2% 증가했다고 발표했습니다reuters.com. 특히 메모리 업체 두 곳으로부터 HBM4용 하이브리드 본딩 장비를 수주했으며, 아시아의 한 주요 파운드리로부터도 로직 칩 제작용 하이브리드 본딩 장비 추가 주문을 받았다고 밝혔습니다reuters.com. 이는 AI 붐으로 HBM 수요가 폭증함에 따라, 주요 메모리 기업들이 차세대 HBM 생산에 필요한 하이브리드 본딩 설비에 적극 투자하고 있음을 보여주는 사례로 평가됩니다.

• 4월 25일 – 한국 언론 보도에 따르면, SK하이닉스가 고대역폭메모리 생산에 필수적인 열압착 본더(TC 본더)를 독점 공급해온 한미반도체와의 8년 협력을 재검토하고 있는 것으로 알려졌습니다trendforce.com. 최근 한미반도체가 장비 가격을 약 25% 인상하고 현장 엔지니어를 철수하면서 갈등이 표면화됐으며, 근본적으로는 SK하이닉스가 16단 이상 차세대 HBM에서 기존 마이크로범프 방식으로는 수율 확보가 어렵자 하이브리드 본딩으로의 전환을 모색하며 벌어진 갈등으로 전해졌습니다trendforce.com. 하이브리드 본딩은 칩을 적층할 때 칩 사이에 범프를 만들지 않고 직접 접합하는 기술로, 칩 전체 두께를 줄여 고단 적층을 가능케 하고 신호 손실을 최소화해 HBM 수율을 높이는 핵심 기술로 꼽힙니다trendforce.com. SK하이닉스는 이미 2024년부터 싱가포르 ASMPT의 장비를 도입하고 최근 한화세미텍의 TC 본더(12대 규모)도 구매하는 등 공급선 다변화를 추진 중인 것으로 알려졌습니다trendforce.com.

• 4월 말 – 삼성전자도 차세대 HBM에 하이브리드 본딩 도입을 준비 중인 것으로 전해졌습니다. 업계 소식통에 따르면 삼성은 2025년 말까지 12단 적층 HBM4를 하이브리드 본딩으로 시제품화하는 것을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 계열 장비 자회사인 세메스(SEMES)와 협력하고 있습니다trendforce.com. 이는 삼성 또한 향후 HBM 적층 단수 증가에 대비해 새로운 접합 기술을 적극 도입하려는 움직임으로 해석됩니다.

2025년 5월

• 5월 9일 – 한 시장조사업체 보고에 따르면, 중국 YMTC가 하이브리드 본딩 관련 특허에서 한국 메모리 업체들을 압도하고 있는 것으로 나타났습니다trendforce.com. 프랑스 특허분석 기업 자료를 인용한 이 보고서에 의하면 2017년부터 2024년 1월까지 공개된 하이브리드 본딩 관련 특허 건수는 YMTC가 119건으로 가장 많았고, 삼성전자는 2015년부터 출원을 시작해 2023년 말까지 83건, SK하이닉스는 2020년부터 시작해 11건에 그쳤습니다trendforce.com. 삼성전자는 차세대 낸드플래시 생산에 하이브리드 본딩 기술을 도입하기 위해 중국 YMTC로부터 기술 사용을 라이선스받은 것으로 알려졌는데, 이는 YMTC의 특허를 회피하기 어려운 현실을 반영한 조치로 전해졌습니다trendforce.com. 이처럼 특허에서 뒤처진 상황은 한국 메모리 업계에 부담으로 작용하고 있으며, AI 시대를 맞아 HBM4 등 차세대 메모리 개발 경쟁이 가속화되면서 국내 업체들도 하이브리드 본딩 기술 확보와 투자에 더욱 박차를 가하고 있습니다.