“SK하이닉스, 하이브리드 본딩 조기 도입…HBM5에 적용”

[뉴스토마토 이명신 기자] SK하이닉스가 차세대 패키징 기술인 하이브리드 본딩을 조기에 도입해 이르면 2029년 8세대 고대역폭메모리(HBM5)를 출시할 것이라는 전망이 나왔습니다. 인공지능(AI) 수요 확대로 메모리 요구 성능이 늘어나면서, 차별화 전략의 일환으로 기존 패키징 기술을 대체할 핵심 공정 전환이 본격화되는 모습입니다.

 

경기도 이천시에 위치한 SK하이닉스 본사 모습. (사진=뉴시스)

 

6일 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 SK하이닉스는 20단 이상 적층이 요구되는 HBM5 시대에 맞춰 어플라이드 머티리얼즈(AMAT)와 베시(BESI)의 통합 하이브리드 본딩 설루션을 선제적으로 도입할 전망입니다.

 

HBM은 여러 개의 D램 다이를 적층해 대역폭과 효율을 높이는 구조로, 현재는 마이크로 범프(돌기) 기반의 열압착 본딩(TC-NCF)과 몰디드 언더필 기반 대량 리플로우(MR-MUF) 방식이 주로 활용됩니다. 다만 적층 수가 20단 이상으로 증가하면서 신호 무결성 저하, 전력 효율 감소, 발열 문제 등 구조적 한계에 부딪히고 있습니다.

 

이를 극복할 대안으로 하이브리드 본딩이 꼽힙니다. 하이브리드 본딩은 다이 간 간격을 줄여 더 높은 대역폭과 전력 효율을 구현할 수 있고, 적층 높이도 감소시켜 패키지 집적도 개선이 가능합니다.

 

다만 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 HBM 높이 기준을 완화하면서, 기존 TCB 공정 채택 기간이 길어질 가능성이 있습니다. 이에 따라 투자 부담을 줄이고 수율 안정성을 확보하는 차원에서 기존 공정이 병행될 수 있다는 분석입니다.

 

하지만 AI 인프라 확장과 함께 고성능 메모리 수요가 급증해 장기적으로는 하이브리드 본딩 전환이 불가피하다는 평가입니다. 특히 그래픽처리장치(GPU) 업체들의 성능 요구가 커질수록 메모리 업체들의 공정 전환 속도도 빨라질 것으로 점쳐집니다.

 

카운터포인트리서치는 HBM5가 하이브리드 본딩 전환의 분기점이 될 것으로 예상했습니다. 20단 이상 적층과 미세 피치 구현을 위해서는 기존 방식으로는 한계가 명확하고, AI 서버용 GPU 성능 요구가 높아질수록 메모리 대역폭과 전력 효율 개선 필요성도 커지는 까닭입니다.

 

카운터포인트리서치는 “SK하이닉스가 차세대 AI GPU 사이클에 맞춰 2029~2030년경 HBM5를 출시할 것으로 예상한다”며 “해당 시점을 기점으로 하이브리드 본딩이 본격적으로 양산 단계에 진입해 더 높은 성능과 효율을 구현할 것으로 전망”이라고 했습니다.

 

이명신 기자 [e-mail]

이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.