SK하이닉스 “3년 뒤 HBM4도 대량 생산 가능할 것”/ [단독] “남들 5G 쓸 때 우린 6G 선점”…삼성전자 ‘초격차’ 더 벌린다

핵심 공정 보호재 주입 기술 개선
하이브리드 본딩 기술도 확보
수율 확보·설비 투자 관건

[시사저널e=고명훈 기자] SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 핵심 공정인 몰디드 언더필(MR-MUF) 기술을 개선했다. 6세대 제품인 HBM4에서도 해당 공정이 적용될 가능성이 높다. 회사는 HBM4 출시 시점을 2026년으로 내다봤다.

이규제 SK하이닉스 PKG 제품개발 부사장은 18일 열린 ‘테크인사이드쇼(소부장뿌리 기술대전) 2023 첨단 기술포럼’에서 “내년 HBM4를 개발한 뒤 양산을 시작해야 하는데, 현재 개발 중인 어드밴스드 MR-MUF 기술이 생각보다 굉장히 극한의 수준까지 가고 있다”라며 “갭헤이트(공극을 채우는 높이)를 더 낮추고 열저항을 감소시킬 수 있게 된 것”이라고 밝혔다.

MR-MUF(몰디드 언더필) 공정은 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고, 굳히는 방식이다. 고온으로 접합부의 솔더를 녹여 칩과 서브스트레이트를 붙이는 리플로우 공정과 몰딩(성형)을 동시에 진행한다. 이 때문에 기존 열압착(TC) 기반의 비전도성 접착 필름(NCF) 방식 대비 적층에 필요한 압력을 낮출 수 있고, 범프를 용해한 뒤 원하는 위치에서 굳히는 게 가능하다는 장점을 지닌다.

SK하이닉스는 HBM 3세대 제품인 HBM2E부터 MUF 공정을 적용하면서 높은 경쟁력을 확보하게 됐다고 설명했다.

이 부사장은 “HBM2E에 MUF를 투입한 뒤 HBM 역사가 많이 바뀌었다”라, “이전에는 후공정 수율이 60~70%밖에 되지 않았는데 해당 공정을 적용하면서 생산성이 크게 늘었고, 이를 기반으로 승기를 잡은 뒤 8월 이미 엔비디아에 HBM3E(5세대)를 공급하기로 했다”라고 설명했다.

HBM4에는 하이브리드 본딩 기술이 적용될 가능성도 큰 것으로 전해진다. 하이브리드 본딩은 서로 성질이 다른 두 개의 칩셋을 다이렉트로 붙여 그 사이를 실리콘 관통전극(TSV)으로 연결해 접착하는 방식이다. 입출력(I/O)과 배선 길이 등을 효과적으로 개선해 비용 효율성이 높다는 장점으로 SK하이닉스뿐만 아니라 삼성전자 등 반도체 기업들이 주목하고 있다.

SK하이닉스는 하이브리드 본딩 기술은 물론, 이를 통해 HBM을 대량 생산할 수 있는 역량 확보에도 집중하고 있다. SK하이닉스에 따르면 회사는 이미 3세대 제품에 하이브리드 본딩을 적용해 8단 적층을 구현하고, 기본적인 신뢰성을 확보했다.

이 부사장은 “HBM에 하이브리드 본딩을 적용하게 되면 신뢰성 등 굉장히 많은 숙제들이 남아있는데 현재로선 우리와 경쟁사 모두 어느 정도 기술을 확보한 것으로 파악된다”며 “다만, 양산성이란는 측면에서 볼 때 수율 확보와 얼마나 많은 설비 투자가 필요하냐가 관건인데 당사는 고려청자처럼 만들 수 있을 것(대량 생산이 가능하다는 의미)”이라고 말했다.

이어 “MUF 소재와 몰드 특수 장비에 대한 배타적 권리와 고압 몰드 금형 기술 등 자사 특화 제어 기술을 다수 보유하고 있으며, 웨이퍼 휨 현상(Wrapage)을 제어할 수 있는 기술 역량도 지속 고도화하는 중”이라며 “앞으로도 어드밴스드 패키지 기술 고도화를 통해 HBM 리더십을 더욱 공고히 해 나갈 계획”이라고 강조했다.


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https://n.news.naver.com/article/009/0005201370

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