美 어플라이드 “HBM 장비 납기 지연, 2~3년 후 해소…하이브리드 본딩 상용화는 고객에 달려”

[헤럴드경제=김현일 기자] 첨단 반도체 제조장비에 대한 수요 폭발로 납품 기간(리드타임)이 최대 2배까지 길어지자 삼성전자·SK하이닉스가 대응책 마련에 나선 가운데 미국 반도체 제조장비 기업 어플라이드 머티어리얼즈가 2~3년 후에는 지금보다 상황이 나아질 것이라는 전망을 내놨다.

어플라이드 머티어리얼즈(이하 어플라이드)는 31일 서울 강남구 오크우드 프리미어 코엑스 센터에서서 ‘AI 시대를 위한 D램·첨단 패키징 대담’을 갖고 이 같이 밝혔다.

박광선 대표는 “고객들과 장기 수요를 예측하고 거기에 맞게 설비를 적기에 공급하는 게 가장 중요한 역할”이라며 “SK하이닉스의 인디애나 팹, 삼성전자의 테일러 팹 등 글로벌 확장에 있어 공백 없이 인력과 기술을 지원하기 위해 노력하고 있다”고 밝혔다.

박 대표는 “폭발적 수요 때문에 힘들어하는데 당장 몇 개월이 중요하기보다 생태계가 어떻게 준비해야 극복할 수 있을지에 초점을 두고 있다”며 “당장 대응 능력은 극히 제한적이지만 2~3년 후 지금보다 훨씬 좋아질 것”이라고 말했다.

최근 반도체 제조사들의 장비 주문이 몰리면서 어플라이드를 비롯해 ASML, 램리서치, 도쿄일렉트론, KLA 등 세계 5대 장비업체의 주요 제품 납기도 기존 대비 1.5~2배 길어졌다.

글로벌 반도체 제조사가 동시다발적으로 팹(공장) 확장에 나서면서 반도체 제조장비 공급이 주문을 따라가지 못하는 상황이다.

박 대표는 “파트너사들과 이 문제를 어떻게 풀어야 할 지 전보다 훨씬 더 긴밀하고 논의가 하고 있어 장기적으로는 문제가 많이 해소 될 것”이라고 덧붙였다.

한편, 차세대 HBM 제조에 필요한 최신 하이브리드 본딩 도입이 수율 문제로 다소 늦어지고 있는 가운데 어플라이드는 삼성전자와 SK하이닉스에서 각각 논의하는 본딩 방식에 모두 대응할 수 있는 기초 기술들을 보유하고 있다고 강조했다.

무쿤드 스리나바산 부사장은 “하이브리드 본딩은 범프 방식보다 열 효율과 다이의 밀도가 더 높아진다. 3D(3차원) 스택에서 필수적으로 동반돼야 한다”며 “늘 새로운 기술의 변곡점 때마다 그랬듯이 일정 부분 학습을 반드시 경험해야 한다. 이슈는 극복될 것”이라고 말했다.

여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 올린 HBM은 현재 열과 압력을 가해 고정하는 열압착 방식의 TC본더 장비로 만들어진다. TC본딩은 여러 개의 D램 사이마다 ‘마이크로 범프’라는 접합 소재를 넣어 전기적으로 연결을 한다. 이로 인해 HBM이 두꺼워지고, 데이터 전송 시 전력을 많이 소모하는 문제가 발생한다.

반면, 하이브리드 본딩은 마이크로 범프 없이 구리와 구리를 직접 접합하는 방식이어서 갈수록 높아지는 HBM의 전체 두께를 줄이고 고성능을 구현하는 데 반드시 필요한 기술로 떠올랐다.

스리나바산 부사장은 “하이브리드 본딩이 언제 상용화될 지는 타이밍의 문제”라며 “저희가 아니라 고객이 답변할 영역”이라고 강조했다.

아울러 신호 전송 매체 자체를 바꾸는 공동광학패키징(CPO) 기술도 유망 기술로 소개했다. CPO는 전자 칩과 광학 칩을 패키지 수준에서 통합해 데이터를 광 신호로 전송한다. 이를 통해 더 높은 대역폭과 에너지 효율을 구현한다.

어플라이드는 현재 CPO 기술 구현에 필요한 재료와 공정 기술, 장비 연구개발(R&D)을 진행하고 있다.

스리나바산 부사장은 “현재 이러한 첨단 기술에 관심을 가진 고객들과 긴밀하게 협력을 하면서 기술 영역에서 지원을 하고 있다”고 설명했다.