한미반도체, SK하이닉스에 TSV 핵심 장비 `듀얼 TC본더` 첫 공급

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TSV 공정용 한미반도체 듀얼 TC본더 시스템. SK하이닉스와 공동 개발했다.
<TSV 공정용 한미반도체 듀얼 TC본더 시스템. SK하이닉스와 공동 개발했다.>

한미반도체가 SK하이닉스와 공동 연구개발(R&D)한 실리콘관통전극(TSV) 핵심 장비를 출하한다. 일본과 유럽의 경쟁 장비와 비교했을 때 생산성을 두 배로 높인 것이 특징이다. SK하이닉스는 이 장비를 토대로 TSV 기술을 적용한 고대역폭메모리(HBM) D램 생산을 본격 확대한다는 전략을 세웠다.

김민현 한미반도체 사장은 6일 “SK하이닉스와 장기간 공동 R&D로 완성한 듀얼 서멀컴프레션(TC) 본더 장비를 납품했다”면서 “현재 추가 수주를 받아 제품을 만들고 있다”고 밝혔다. 지난해 공급된 데모 장비가 품질 평가를 통과해 양산라인에 곧바로 도입됐다. 연말 한 차례 수주를 받았고, 상반기 내로 추가 수주가 이어질 것이라고 김 사장은 설명했다.

TSV는 칩에 매우 미세한 구멍을 뚫고, 동일 칩을 수직으로 적층한 뒤 구멍 속을 구리로 채워 전극을 형성하는 첨단 적층 기법이다. 한미반도체 TC본더는 가공을 마친 웨이퍼 위로 구멍이 뚫려 있는 개별 칩(Die)을 정밀하게 쌓는 역할을 한다. 열로 압착해 칩을 올리는 방식이어서 서멀컴프레션 본더라는 이름이 붙었다.

김민현 한미반도체 사장
<김민현 한미반도체 사장>

본딩 헤드 두 개를 장착하는 구조적 혁신으로 일본 경쟁사 제품과 비교했을 때 생산성이 두 배 높아진 것이 최대 특징이다. 헤드 두 개가 개별적으로 움직이면 진동이 생겨 정밀도가 떨어질 수밖에 없다. 한미반도체와 SK하이닉스는 지난해 이 같은 기술적 난제를 풀기 위해 머리를 맞댔고, 성과를 냈다. 김 사장은 “장비 두 대의 역할이 하나로 가능하기 때문에 라인 공간도 절약할 수 있다”고 강조했다.

그간 TSV 기술이 적용된 반도체 칩 출하가 대폭 확대되지 못했던 이유는 수율 불안, 더딘 공정 속도 때문이었다. 공정 속도를 크게 끌어올린 만큼 관련 제품 출하가 늘어날 것으로 보인다.

SK하이닉스는 이 장비 등으로 TSV 기술을 적용한 HBM D램 출하량을 본격적으로 확대해 나갈 계획이다. 성능을 보다 높인 HBM2 제품 출하는 오는 2분기부터 시작된다. HBM D램은 TSV 기술로 대역폭을 대폭 끌어올린 제품군이다. 엔비디아, AMD 등이 신형 그래픽처리장치(GPU)에 HBM D램을 탑재하고 있다. 인텔도 2세대 딥러닝 전용 프로세서인 제온파이(코드명 나이츠랜딩)에 8개의 HBM 방식 D램 패키지를 탑재했다. 소니 등은 CMOS이미지센서(CIS)에 TSV 기술을 적용하고 있다. 한미반도체가 듀얼 TC본더 장비에 대한 기대치가 높은 이유다.

한미반도체는 성능과 생산 효율성을 보다 높인 6세대 비전 플레이스먼트 장비도 개발 완료했다. 비전 플레이스먼트 장비는 웨이퍼에서 절단된 반도체 패키지의 세척, 건조, 검사, 선별 공정을 수행한다. 한미반도체 장비가 세계 점유율 1위를 차지하고 있다.

김민현 사장은 “올해는 전 임직원이 합심해 한미반도체 역사상 최고 실적을 낼 수 있도록 노력하겠다”면서 “신 장비에 관한 세계 주요 고객사 반응을 보면 충분히 달성 가능하다”고 자신했다.

한미반도체는 8일부터 10일까지 서울 삼성동 코엑스에서 열리는 세미콘코리아 2017 전시회에 다양한 신규 장비군을 선보일 계획이다. 아울러 3월 세미콘차이나 2017 전시 오픈 기간에 맞춰 중국 쑤저우 사무소를 개소한다. 중국 매출 확대로 기존 현지 에이전트를 보다 밀착 지원하기 위한 방편이다.

한주엽 반도체 전문기자 powerusr@etnews.com