올해는 HBM4의 해…한미·한화 TC본더 전쟁 치열해진다

SK하이닉스·마이크론 팹 확대
HBM4 시대…TC본더 정밀도 경쟁 본격화

올해부터 고대역폭메모리(HBM) 시장이 HBM4(6세대 HBM) 세대로 본격 진입하면서 핵심 장비로 꼽히는 TC본더(열압착장비)를 둘러싼 장비업체 간 경쟁도 한층 뜨거워질 전망이다. SK하이닉스의 엔비디아향 HBM4 양산이 2월부터 시작되면서 HBM 제조에 필수적인 TC본더 수요가 다시 급격히 확대될 것으로 예상된다.

2일 리딩투자증권에 따르면 올해부터 HBM용 TC본더 발주가 본격적으로 재개될 전망이다. 이 시장은 올해부터 2030년까지 연평균 13% 성장할 것으로 추산된다. 글로벌 메모리 3사인 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론이 인공지능(AI) 수요 확대에 대응해 설비투자를 빠른 속도로 늘리고 있는 점도 TC본더 수요를 자극하는 요인으로 꼽힌다.

TC본더는 HBM 적층 공정에서 다이를 고온·고압으로 정밀하게 접합하는 장비로 수율과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 설비다. HBM은 다층 구조 특성상 공정 난도가 높아 세대가 올라갈수록 TC본더의 정밀도와 안정성이 더욱 중요해진다.

지난해까지만 해도 엔비디아 AI 가속기에 탑재된 최신 HBM은 HBM3E(5세대) 였지만 올해부터는 HBM4로 세대가 넘어간다. HBM4는 적층 수 증가로 완성도 요구 수준이 한층 높아진다. 고객사의 장비 성능 요구도 강화될 수밖에 없다.

SK하이닉스는 올해 월 7만~8만 장 수준의 장비 투자를 진행할 것으로 전망된다. 내년에는 용인 1공장과 P&T7 완공을 계기로 HBM 전·후공정 전반에 대한 투자 기조가 더욱 확대될 것으로 예상된다. 특히 M15X 장비 반입이 올해 상반기에 집중될 것으로 알려지면서, HBM용 장비 발주가 단기간에 몰릴 가능성도 거론된다.

마이크론 역시 공격적인 행보를 보이고 있다. 현재 대만에서 HBM을 생산 중인 마이크론은 미국과 일본, 대만, 싱가포르 등 여러 지역에서 동시에 팹을 건설하며 생산능력(CAPA) 확대에 속도를 내고 있다.

▲TC본더 'SFM5-Expert'

국내 HBM TC본더 시장의 1위 업체는 한미반도체다. 한미반도체는 HBM TC본더 시장에서 약 71%의 점유율을 기록하며 글로벌 1위를 차지하고 있다. 여기에 지난해 SK하이닉스 공급망에 진입한 한화세미텍도 빠르게 존재감을 키우며 한미반도체를 추격하고 있다.

양사는 최근 SK하이닉스와 각각 약 90억 원 규모의 TC본더 장비 공급 계약을 체결했다고 밝혔다. TC본더 한 대 가격이 약 30억 원 수준인 점을 미뤄보면 3대 씩 납품하는 셈이다.

SK하이닉스는 공급망 다변화 전략에 따라 싱가포르 장비업체 ASMPT에서도 TC본더를 공급받는 것으로 알려졌다. 그러나 외산 장비 특성상 고객사의 세부 요구를 신속하게 반영하는 데에는 한계가 있다는 평가도 나온다.

당분간 TC본더가 HBM 공정의 주력 장비 자리잡겠지만 중장기적으로는 하이브리드 본딩으로의 전환 가능성도 거론된다. 업계에서는 HBM4E(7세대) 또는 고대역폭낸드플래시메모리(HBF)에 하이브리드 본딩이 적용될 수 있다는 관측이 나온다.

박상욱 신영증권 연구원은 “하이브리드 본딩 도입 시점은 수율과 비용 문제로 다소 지연될 수 있다”면서도 “다만 장기적으로 하이브리드 본딩으로 전환되는 방향성 자체는 명확하다”고 밝혔다.

반도체 업계의 한 관계자는 “장비 업계 특성상 고객사의 양산 로드맵에 맞춰 장비사가 따라가는 구조”라며 “하이브리드 본딩 장비는 기술적으로 구현 가능한 단계에 와 있지만, 아직 본격적인 수요가 형성되지 않아 시점을 저울질하고 있는 상황”이라고 말했다.