어드밴스드 MR-MUF, 하이브리드 본딩 기술 모두 검토해 적용할 예정
SK하이닉스가 맞춤형 고대역폭 메모리(HBM)인 6세대 제품 HBM4에 맞춰 차세대 패키징 기술 개발에 속도를 낸다.
HBM4 16단부터는 어드밴스드 MR-MUF, 하이브리드 본딩 기술을 모두 검토해 고객 니즈에 부합하는 최적의 방식을 쓰겠다는 계획이다. 이규제 SK하이닉스 PKG제품개발 담당 부사장은 자사 뉴스룸에 공개된 인터뷰에서 "커스텀 HBM에 맞춰 차세대 패키징 기술을 개발하겠다"며 "방열 성능이 우수한 기존 어드밴스드 MR-MUF를 지속적으로 고도화하는 한편, 하이브리드 본딩 등 새로운 기술을 확보할 계획"이라고 밝혔다.
HBM은 D램을 여러 개를 쌓아 만든다. 적층 수가 많아질수록 방열, 휨 현상 등이 발생해 이를 해결할 패키징 기술이 필수적이다. 특히 하이브리드 본딩 기술은 16단 이상 HBM 제품에서 필요성이 커지고 있다. 하이브리드 본딩은 칩을 적층할 때 칩과 칩 사이에 범프를 형성하지 않고 직접 접합시키는 기술이다. 이 기술을 활용하면 칩 전체 두께가 얇아져 고단 적층이 가능해진다는 강점이 있다.
이 부사장은 "표준 규격에 따라 제품 두께는 유지하면서도 성능과 용량을 높이기 위한 칩의 고단 적층의 방편으로 최근 하이브리드 본딩 등 차세대 패키징 기술이 주목받고 있다"며 "위아래 칩 간격이 좁아져 생기는 발열 문제는 여전히 해결해야 할 과제이지만, 점점 더 다양해지는 고객의 성능 요구를 충족시킬 설루션으로 기대를 모으고 있다"고 설명했다.
SK하이닉스는 어드밴스드 MR-MUF 기술을 적용한 HBM4 12단 제품을 내년 하반기에 출하하고, 오는 2026년 수요 발생 시점에 맞춰 HBM4 16단 제품 출시를 준비한다는 방침이다. HBM4 16단 제품에 사용될 패키징 기술 중 하나인 어드밴스드 MR-MUF 방식은 현재 주력 제품인 HBM3와 HBM3E에 적용되고 있다. 앞서 SK하이닉스는 지난 2009년 고성능 메모리 수요가 증가할 것으로 보고 실리콘관통전극(TSV) 기술에 주목해 HBM 개발 착수했고, 4년 뒤인 2013년 12월 첫 HBM을 내놓았다.
SK하이닉스가 HBM 1위 자리에 오른 것은 지난 2019년 MR-MUF를 적용해 개발한 HBM2E(3세대)부터다. 기존 MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 공간 사이에 액체 형태의 보호재를 주입하고 굳히는 공정이다.
HBM3 12단부터는 기존보다 칩의 적층이 늘어나면서 방열 성능을 강화하는 기술이 필요해졌다. 기존 MR-MUF 방식으로는 HBM3 12단의 더 얇아진 칩들이 휘어지는 현상을 다루기 쉽지 않았기 때문이다. 이러한 한계를 극복하기 위해 SK하이닉스는 기존의 MR-MUF 기술을 개선한 어드밴스드 MR-MUF를 개발했다.
이 부사장은 "어드밴스드 MR-MUF를 통해 지난해 세계 최초로 12단 HBM3 개발 및 양산에 성공했으며, 올해 3월 세계 최고 성능의 HBM3E를 양산하게 됐다"며 "이 기술은 하반기부터 인공지능(AI) 빅테크 기업에 공급될 12단 HBM3E에도 적용되고 있고, 이후 활용 범위는 더 넓어질 것"이라고 했다.
어드밴스드 MR-MUF는 기존 칩 두께 대비 40% 얇은 칩을 휘어짐 없이 적층할 수 있는 칩 제어 기술이 적용됐으며, 신규 보호재를 통해 방열 특성까지 향상된 차세대 기술이다. 이 부사장은 "얼마 전 MR-MUF가 고단 적층은 구현하기 어렵다는 소문이 업계에 돌았던 적이 있다"며 "이 때문에 우리는 MR-MUF가 고단 적층에도 최적의 기술이라는 사실을 고객과 소통하는 데 힘을 쏟았고, 그 결과 이는 고객의 신뢰를 재확인하는 계기가 됐다"고 말했다.
헬로티 서재창 기자 |
