[단독] 세메스, 국내 최초 하이브리드 본더 개발…공급 계약도 완료

[녹색경제신문 = 문슬예 기자] 세메스가 HBM용 하이브리드 본더의 공급 계약을 마치고 양산 돌입 직전 단계에 있는 것으로 알려졌다. 국내 장비 업체 중 하이브리드 본더 개발을 완료하고 계약까지 진행한 것은 세메스가 최초다. 해당 고객은 현재 장비 테스트를 진행 중인 삼성전자일 가능성이 높다는 전언이다. 

24일 업계에 따르면 세메스는 HBM(고대역폭메모리)용 D2W(Die to Wafer) 방식 하이브리드 본더를 고객과 계약하고 장비 테스트를 진행하고 있다. 계약 이후 고객사와 함께 장비 신뢰성과 공정 적합성 고도화 단계를 진행 중인 것으로 파악된다. D2W는 개별 다이를 웨이퍼에 직접 접합하는 적층 방식을 뜻하는 약어로 HBM과 같은 메모리 패키징에 주로 사용된다. 

반도체 업계에 정통한 한 관계자는 “세메스는 하이브리드 본더 장비를 고객과 계약 후 테스트를 진행 중이며 양산 직전 단계에 와 있다”며 “장비는 통상적으로 고객 평가 개시부터 본격 공급까지 2년 가량 걸리는데 현재 해당 절차가 진행 중”이라고 말했다. 이어 “세메스가 하이브리드 본더를 개발한 기간도 이미 수년 이상”이라고 덧붙였다.

업계에서는 세메스 장비를 테스트 중인 고객사를 삼성전자로 보고 있다. 삼성전자는 TC본더를 활용하는 TC-NCF(Thermal Compression-Non Conductive Film) 방식에 이어 하이브리드 본딩을 차세대 HBM 패키징 전략으로 설정하고 선제 도입을 추진 중이다. 

실제로 삼성전자는 지난 1월 말 진행된 실적 컨퍼런스콜에서 “차세대 적층 기술인 하이브리드 커퍼 본딩(HCB, Hybrid Copper Bonding) 기반 HBM4 샘플을 지난 분기 주요 고객사에 전달해 기술 협의를 시작했다”며 “HBM4E 단계에서 (하이브리드 본딩 공정 적용 제품의) 일부 사업화를 계획하고 있다”고 밝힌 바 있다.

또 다른 반도체 관계자는 삼성전자의 하이브리드 본딩 기반 HBM4 샘플 제작에 세메스의 장비가 사용됐다고 밝혔다.

이 관계자는 “세메스는 HBM4E부터 고객사가 하이브리드 본딩을 적용하는 것을 고려해 장비 로드맵을 진행 중”이라며 “삼성전자의 HBM4 샘플 제작에 세메스의 하이브리드 본더 장비가 활용됐다”고 말했다. 

하이브리드 본더는 차세대 HBM 적층 고도화에 필요한 핵심 장비다. 하이브리드 본딩은 솔더 범프 없이 구리 패드를 직접 접합하는 방식의 패키징 공정으로, 기존 마이크로범프 대비 미세 피치를 크게 줄이고 연결 밀도를 높일 수 있어 대역폭과 전력 효율 개선에 유리하다. 

특히 적층 구조에서 발생하는 고질적인 문제인 발열을 완화할 수 있어 고적층 HBM 구현의 필수 공정으로 평가된다. 업계에서는 차세대 HBM 패키징 분야에서 해당 기술의 도입을 정해진 수순으로 보는 분위기가 형성돼 있다. 세메스가 본격 양산 페이즈에 진입하면 2027~2028년으로 예상되는 개화 시계를 끌어당기는 효과가 있을 것으로 보인다. 

한편, 현재 삼성전자는 자회사인 세메스와 네덜란드의 장비사 베시(Besi)의 하이브리드 본더를 동시에 검토하고 있는 것으로 확인된다. 베시는 지난 2022년부터 D2W 하이브리드 본더를 시장에 공급해 온 글로벌 선도 업체다. 

다만 삼성전자 측은 장비 및 적용 공정에 대해 “설비 관련 사항은 확인해 줄 수 없다”고 선을 그었다.