HBM4 승부처는 '패키징'…삼성·SK하이닉스, 후공정 투자 경쟁

[아이뉴스24 권서아 기자] 국내 메모리 투톱인 삼성전자와 SK하이닉스가 6세대 고대역폭 메모리(HBM)인 HBM4 양산을 앞두고 후공정(패키징) 경쟁에 돌입했다. 단순한 성능 경쟁을 넘어 누가 더 안정적으로 적층하고 빠르게 양산하느냐가 승부를 가를 핵심으로 떠오르면서다.

SK하이닉스는 어드밴스드 MR-MUF를 중심으로 한 패키징 전략에 속도를 내고 있다. 청주에 패키징&테스트 전용 팹(공장) 'P&T7'을 신설하고, 미국 인디애나주에서 패키징 거점을 마련한다.

이에 맞서 삼성전자는 HBM4E(7세대)부터 차세대 적층 기술인 하이브리드 본딩을 적용해 수율을 끌어올리고, 메모리·파운드리·패키징을 아우르는 통합 경쟁력으로 맞불을 놓고 있다.

김기태 SK하이닉스 HBM 세일즈&마케팅 담당(부사장)은 지난 29일 열린 2025년 4분기 실적 컨퍼런스콜에서 "HBM4는 고객 요청 물량에 대해 이미 양산을 진행 중"이라며 "압도적인 시장 점유율을 목표로 하고 있다"고 말했다.

그는 "기존 HBM3E(5세대·현재 주력 제품)에 적용 중인 1b(10나노급 5세대) 공정 기반으로도 고객 요구 성능을 구현했다"며 "독자 패키징 기술인 어드밴스드 MR-MUF를 적용해 HBM3E 12단 제품 수준의 수율을 달성할 것"이라고 설명했다. 이어 "그동안 쌓아온 양산 경험과 품질에 대한 신뢰가 경쟁력"이라고 덧붙였다.

MR-MUF는 칩을 적층한 뒤 액체 형태의 보호재를 주입·경화하는 방식으로, 공정 단순화와 생산 속도, 불량률 관리에 강점이 있다. 다만 범프 기반 연결 구조로 인해 웨이퍼를 더 얇게 가공해야 하는 부담이 있어, SK하이닉스는 저점도 신소재 보호재 도입 등으로 기술 보완에 나선 것으로 알려졌다.

삼성전자는 하이브리드 본딩을 앞세워 차별화를 시도했다. 삼성전자는 같은 날 열린 2025년 4분기 실적 컨퍼런스콜에서 "HBM4는 개발 초기부터 고객 요구를 상회하는 성능을 목표로 설계했다"고 밝혔다.

회사 측 설명에 따르면 이는 주요 고객사(엔비디아) 퀄(품질 테스트) 완료 단계로 보이며, 삼성전자는 "지난해 샘플 공급 이후 재설계 없이 고객 평가를 진행했고, 퀄 테스트 완료 단계에 진입했다"고 말했다.

삼성전자는 "HBM4 제품은 이미 양산 라인에 투입돼 생산 중이며, 2월부터 최상위 제품인 11.7Gbps(5GHz 대역 기준) 제품을 포함한 HBM4 물량의 양산 출하를 시작할 예정"이라고 말했다.

이어 "HBM4E부터 하이브리드 본딩을 적용할 계획"이라며 "16단 적층 기술은 확보했으며, 수요 변화에 맞춰 대응할 준비가 돼 있다"고 말했다. 하이브리드 본딩은 칩과 칩을 범프(미세 금속 돌기) 없이 붙여 성능을 끌어올리는 차세대 핵심 기술이다.

삼성전자는 충남 온양과 천안 사업장을 중심으로 인공지능(AI) 반도체 패키징 역량을 강화하고 있다. 메모리·파운드리·패키징을 아우르는 원스톱 대응을 강조한다는 전략이다.

업계에서는 AI 반도체에서 패키징이 성능과 수율을 가르는 핵심 공정으로 떠오르면서, 후공정 시장도 중장기 성장세를 이어갈 것으로 보고 있다.

시장조사업체 욜그룹에 따르면 세계 최첨단 패키징 시장 규모는 2024년 460억달러(약 67조원)에서 2030년 800억달러(약 116조원)로 연평균 9.5% 성장할 전망이다.

업계에서는 엔비디아의 차세대 AI 가속기 '베라루빈'에 HBM4가 8개, 오는 2027년 출시 예정인 '루빈 울트라'에는 12개까지 탑재될 가능성에 주목하고 있다.

엔비디아의 최종 설계와 검증 일정에 따라 본격적인 대량 양산 시점은 오는 2분기 이후로 넘어갈 가능성도 거론된다.