국내 반도체 장비업계도 'HBM' 주목…차세대 제품 개발 활발, 기사 스크랩

 

 

 

한미반도체, 넥스틴, 예스티 등 차세대 장비 개발에 적극 나서

 

 

keyword : HBM, TSV, HBM 후공정, 한미반도체(HBM3, TC Bonder), 넥스틴(크로키), 예스티(언더필 공정)

 

 

 

인공지능(AI) 산업의 발달로 차세대 메모리반도체인 고대역폭메모리(HBM)도 급격한 성장을 이뤄낼 것으로 전망된다.

→ With the development of the artificial intelligence (AI) industry, high-bandwidth memory (HBM), a next-generation memory semiconductor, is also expected to achieve rapid growth.

 

 

 

25일 업계에 따르면 국내 반도체 장비업체들은 HBM 시장 확대에 맞춰 기술력 및 생산 능력 확대를 추진 중이다.

→ According to the industry on the 25th, domestic semiconductor equipment makers are pushing to expand their technology and production capacity in line with the expansion of the HBM market.

 

 

 

HBM은 여러 개의 DRAM을 수직으로 적층하여 TSV(Through Silicon Via) 으로 연결한 차세대 메모리이다. 기존 DRAM 대비 데이터 처리 성능이 월등히 높다.

→ HBM is a next-generation memory in which several DRAMs are vertically stacked and connected by TSV (Through Silicon Via). Compared to conventional DRAM, data processing performance is significantly higher

 

 

 

전체 DRAM에서 차지하는 비중은 아직 1%대에 불과하지만 AI 및 AI 반도체 시장의 발달로 HBM 수요도 급격히 증가하는 추세이다. 세계 HBM 수요는 올해 2억9천만 기가바이트로 전년 대비 60% 가량 증가하고, 내년에도 30% 증가할 전망이다

→ Although it still accounts for only 1% of total DRAM, demand for HBM is rapidly increasing due to the development of AI and the AI ​​semiconductor market. Global HBM demand is expected to increase by 60% year-on-year to 290 million gigabytes this year and by 30% next year.

 

 

 

국내 반도체 장비업계도 HBM 시장을 회사로 새로운 성장동력으로 주목하고 있다. 대표적으로 한미반도체, 넥스틴, 예스티 등이 HBM에 필요한 후공정 및 검사장비를 개발중이다.

→ The domestic semiconductor equipment industry is also paying attention to the HBM market as a new growth engine. Representatively, Hanmi Semiconductor, Nextin, and Yesty are developing post-processing and inspection equipment required for HBM.

 

 

 

한미반도체는 지난해 하반기 HBM3(4세대 HBM)를 겨냥한 TC 본더를 출시한 데 이어, 이달 2세대 장비를 출시했다. 생산능력 확대를 위한 신공장 '본더팩토리'도 개소했다. 해당 공장은 동시에 50여대의 장비 조립 및 테스트가 가능한 클린룸을 갖췄다.

→ Hanmi Semiconductor released a TC bonder targeting HBM3 (4th generation HBM) in the second half of last year, followed by the release of the second generation equipment this month. A new factory called 'Bonder Factory' was also opened to expand production capacity. The plant has a clean room capable of assembling and testing 50 units of equipment at the same time.

 

검사장비 전문업체 넥스틴은 올해 HBM용 신규 장비 '크로키' 를 개발했다. 이르면 하반기 내로 주요 고객사의 후공정 공장에 데모 제품을 공급할 것으로 알려졌다. 해당 장비는 광학기술을 통해 HBM 내 파티클 검사와 마이크로범프의 크기 측정 등 여러 계측 분야에 쓰인다.

→ Nextin, a company specializing in inspection equipment, developed a new equipment 'Croquis' for HBM this year. It is known that it will supply demo products to the back-end plants of major customers within the second half at the earliest. The equipment is used in various measurement fields such as particle inspection and microbump size measurement in HBM through optical technology.

 

 

열처리 장비업체 예스티도 최근 HBM의 언더필 공정을 위한 차세대 웨이퍼 가압장비를 개발 중이라고 밝혔다. 언더필 공정은 D램 사이에 절연수지를 넣어 칩을 고정하고 외부 오염으로부터 보호하는 기술로, 가압장비를 통해 절연수지를 빈틈없이 고르게 굳히는 과정이 필요하다.

→ Yesti, a heat treatment equipment company, also recently announced that it is developing next-generation wafer pressurization equipment for HBM's underfill process. The underfill process is a technology that fixes chips by inserting insulating resin between DRAMs and protects them from external contamination.

 

 

 

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HBM(High Bandwidth Memory, 고대역 메모리)

 

DRAM을 수직으로 연결해 기존 DRAM 보다 데이터 처리 속도를 대폭 끌어올린 고대역폭 반도체

면적당 훨씬 높은 용량을 확보할 수 있어 대용량의 데이터 처리가 가능, CPU, GPU와 함께 Packaging 되며

Chip과 Chip 사이는 TSV(Through Silicon Via) 기술을 사용해 연결한다

 

높은 전송속도로 높은 성능을 발휘하기 때문에 머신 러닝, 고성능 컴퓨터 분야에 사용된다.

 

뛰어난 성능에도 불구하고 DRAM 보단 활용도 낮았음, 생산 공정이 복잡하고 고난도 기술이 필요해

평균판매단가(ASP)가 DRAM의 최소 세 배 이상이였다. 하지만 인공지능(AI) 챗봇인 챗GPT의 등장으로

메모리반도체 시장에 변동이 일어났다. AI 서비스 확대로 DRAM의 처리 속도가 중요해져 HBM 등 고성능의

반도체가 각광받고 있다.

 

삼성전자는 2021년 2월 AMD와 협력해 메모리반도체와 AI 프로세스를 하나로 결합한 HBM-PIM(지능형 메모리)

기술을 개발했다. PIM은 데이터를 임시 저장하기만 하던 메모리반도체에 CPU 같은 칩처럼 연산이 가능하도록 하는 기술이다. HBM-PIM을 CPU, GPU에 장착하면 서버의 연산 속도가 획기적으로 빨라진다.

 

재준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 지난달 열린 콘퍼런스콜에서 “AI 기술에 기반한 모델의 학습과 추론을 위해서는 대량 연산이 가능한 고성능 프로세스와 이를 지원하는 고성능 고용량 메모리 조합이 필수”라고 말했다

 

 

 

TSV 패키지 공정

 

웨이퍼 공정에서 비아를 형성하고 패키지 쪽에 와서 웨이퍼 앞면에 솔더 범프를 만든 후 캐리어 웨이퍼를 붙여서 백 그라인딩하고 웨이퍼 뒷면에 범프를 형성한 후 칩 단위로 잘라서 적층하는 순으로 공정을 진행한다

 

한미반도체 TC Bonder

 

TC(ThermoCompression), 열압착 방식이다. DRAM 칩 연결할 곳을 겹쳐 놓은 뒤에, 달아오른 열

장치로 위 쪽을 눌러서 붙이는 방식이다. 이러한 TC Bonding 장비를 만드는 곳이 한미반도체이다.

 

 

TC 본딩을 할 때에는 DRAM 칩 사이에 마치 샌드위치처럼 NCF라는 절연 필름을 덧대는데

일정 온도가 되면 이 필름이 녹으면서 범프 간 연결을 유도하고, 마치 본드처럼 두 개의 칩이

고정될 수 있도록 하면서 칩 사이 공간도 매우게 되는데 이것을 Under Fill 이라고 한다.

 

듀얼 TC 본더는 최신 반도체 패키징 공법인 '3D TSV' 기술을 이용하는 열압착 방식의 본딩 장비로, 초고속메모리(HBM) 제품 생산에 쓰이는 필수 장비다. 

 

곽동신 한미반도체 부회장은 "초고용량 서버용(128GB) D램과 최신형 스마트폰용 대용량 메모리 반도체 제품 생산에 최적화된 장비"라고 말했다.

 

 

 

넥스틴(크로키)

 

 "크로키는 고객사 요청으로 개발된 장비로, 고대역폭메모리(HBM) 공정용 공급이 예상된다. 디램 다이 범프 형성 이후 검사 및 계측하는 역할을 한다"고 설명했다. 

또한 "두 장비 모두 올해 3분기 중 국내 고객사향 양산용 데모장비 공급 예정이며, 고객사의 니즈를 감안할 때 빠르면 내년 중순부터 양산 공급이 가능할 것"이라고 전망했다.

한화투자증권은 넥스틴의 내년 예상 매출액과 영업이익을 전년 대비 각각 38% 늘어난 1814억원, 41% 성장한 905억원으로 상향했다. 레스큐와 크로키를 매우 보수적으로 각 4대씩 반영, 신규 장비 매출은 약 350억 수준으로 책정했다. 

 

 

예스티(언더필 공정)

 

HBM을 생산하기 위해서는 적층된 칩을 수직으로 쌓는 TSV 공정이 필요한데

칩과 칩을 Bonding 하고 그 후 사이 공간을 절연수지로 채우고 경화하는 Under Fill 공정이 핵심으로꼽힌다.

 

이 Under Fill 공정은 적층된 칩을 충격, 온도변화, 습도, 먼지 등 외부 요인으로부터 손상을 예방하고

다층 적층에 따른 뒤틀림(Warpage)도 방지해 HBM의 성능을 보호한다.

 

또한 웨이퍼 가압 장비는 칩과 칩 사이의 공간에 기포 등 Concentration을 없애고

절연수지를 균일하게 강화한다

 

 

 

 

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한미반도체, '3D TSV 듀얼 TC 본더' 장비 출시 - 머니투데이 (mt.co.kr)

https://news.skhynix.co.kr/post/seominsuk-column-wafer-level-package-2

https://n.news.naver.com/mnews/article/092/0002303037?sid=105

더벨 - 국내 최고 자본시장(Capital Markets) 미디어 (thebell.co.kr)

예스티, HBM 차세대 공정장비 개발 본격화 - 머니투데이 (mt.co.kr)

반도체 기술 탐구: SK Hynix의 HBM 패키징 기술, TSV와 MR-MUF (tistory.com)

넥스틴, 레스큐·크로키 등 신규장비 가치 주목…목표주가↑ (newsprime.co.kr)