어플라이드 키넥스 하이브리드 본딩 통합 시스템.(자료=어플라이드)
고대역폭메모리(HBM)이 전체 D램 생산 물량의 15%를 차지하는 것으로 나타났다. HBM 포함 첨단 패키징 수요와 투자가 지속되며 올해 장비 시장 역시 고성장이 전망된다.
브라이스 힐 어플라이드머티어리얼즈(어플라이드) 최고재무책임자(CFO)는 지난 10일(현지시각) 캔터 피츠제럴드 글로벌 기술 산업 성장 컨퍼런스에서 "D램 웨이퍼의 약 15%가 HBM에 할당된다"며 "강한 메모리 반도체 수요로 시장이 움직이고 있다"고 밝혔다.
최근 삼성전자나 SK하이닉스, 마이크론 등 메모리 제조사들이 D램 생산능력의 15%를 HBM용으로 쓰고 있다는 뜻이다. 지난 2023년 3월 기준 트렌드포스 자료에 따르면 당시 HBM 물량은 전체 D램 시장의 1.5% 수준에 불과했다. 3년 사이 비중이 10배 증가한 것이다.
현재 메모리 수요를 견인하는 것은 데이터센터 부문의 성장세다. 전체 웨이퍼 수요의 약 30%를 차지해 PC를 제치고 시장 2위로 올라섰다. 내년부터는 그래픽처리장치(GPU) 시스템에 포함되는 메모리 용량이 기존 대비 33% 늘어날 전망이다. 2029년엔 1위인 스마트폰 부문도 넘을 것으로 기대한다.
HBM 시장 수요 확대는 관련 장비 업체들의 매출 증가에 큰 영향을 줄 것으로 분석된다. 힐 CFO는 "선단 로직과 패키징 부문 장비 시장 성장률은 올해 반도체 장비 시장 전체 평균 성장률인 20%보다 높다"며 "HBM 관련 투자가 지속되며 가파른 성장을 기록할 것"이라고 말했다.
특히 어플라이드는 HBM을 일반 D램 제품과 동일 용량으로 생산할 때 웨이퍼 면적이 3배 더 필요하다고 지적했다. 범용 D램 대비 구조와 생산 과정이 복잡하기 때문이다. 결국 메모리 제조사들은 고객사에 기존 D램과 동일한 용량을 공급하려면 더 많은 웨이퍼를 써야 한다. 그만큼 제조 장비 수요도 크게 증가한다.
HBM 후공정 패키징은 19개의 공정으로 이뤄진다. 실리콘관통전극(TSV) 형성과 칩 적층 목적의 식각, 세정, 증착, 구리 충진, 화학기계연마(CMP), 본딩, 검사 등이 포함된다. 어플라이드는 이중 15개 공정용 장비를 공급하고 있다. 그 외 램리서치와 도쿄일렉트론(TEL) 등 해외 장비 업체들도 관련 핵심 장비를 납품 중이다. 국내 관련 장비 업체로는 세메스와 한미반도체, 한화세미텍, 에스티아이, 피에스케이홀딩스, 브이엠, 이오테크닉스, 디아이티, 제우스, 넥스틴, 쎄크, 테크윙, 엑시콘, 네오셈 등이 있다.
향후 관건은 한정된 생산 공간을 극대화하는 장비의 개발과 공급이다. 최근 반도체 생산공장(팹)의 가동률은 100%로 한계에 다다랐다. 장비를 들일 클린룸의 여유가 없는 상황이다. 어플라이드는 이를 고려해 장비의 생산 공간 효율(풋프린트)을 최적화할 계획이다. 이를 위해 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등과 협력하고 있다.
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정일주 기자
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