하이브리드 본딩은 원래 차세대 고대역폭 메모리(HBM)를 위한 가장 중요한 패키징 업그레이드 중 하나로 간주되었지만, 한국 언론의 최신 보도에 따르면 업계 표준의 '완화'로 인해 삼성과 SK 하이닉스는 HBM4 세대에서 이 기술 채택을 중단하고 해당 애플리케이션 노드를 HBM4E로 이동할 가능성이 높습니다. 반도체 산업 표준 제정을 담당하는 국제기구 JEDEC가 HBM 스택 두께 규격을 재평가하고 있다. 이러한 변화는 하이브리드 본딩의 적용 시점에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 주요 스토리지 제조업체와 대규모 고객 간의 기술 게임을 재구성합니다.

이전 표준 설정에서는 차세대 HBM의 적층 두께를 900미크론으로 정의했지만, 최근 논의에서는 HBM 제품의 두께 상한을 1,000미크론으로 더욱 완화할 가능성도 있다. 이는 하이브리드 본딩과 같은 보다 급진적인 패키징 경로에 조기에 의존하지 않고도 수용 가능한 기계적 및 열적 설계 한계를 유지하면서 칩 적층이 보다 "보수적인" 방식으로 발전할 수 있음을 의미합니다. 삼성과 SK하이닉스의 경우, 생산 라인 성숙도, 수율, 비용의 균형이 여전히 필요한 상황에서 이러한 표준의 미세 조정은 새로운 프로세스 채택을 지연시킬 더 충분한 이유를 제공합니다.

올해 4월 SK하이닉스가 하이브리드 본딩을 이용해 12단 HBM 샘플을 검증한 것으로 밝혀졌다. 당시 업계에서는 HBM4 양산에 이 기술을 가장 먼저 도입할 것으로 예상했다. 하이브리드 본딩은 차세대 AI 및 고성능 컴퓨팅의 요구 사항을 해결하기 위한 핵심 레이아웃으로 간주됩니다. 이러한 애플리케이션에는 더 많은 스택 레이어 수와 더 높은 대역폭 밀도가 필요하기 때문입니다. 기존 HBM 공정에서는 DRAM 칩의 각 층을 열압력으로 접착하고 칩 사이에 범프와 언더필 재료를 배치한 다음 고온과 압력을 사용하여 적층을 완성합니다. 하이브리드 본딩은 웨이퍼 레벨에서 금속 접점을 직접 연결하여 전기적 성능과 방열 기능을 향상시킵니다.

한국 ZDNet의 최신 보고서에 따르면 삼성과 SK 하이닉스는 HBM4 단계에서 하이브리드 본딩을 일시적으로 "우회"하여 이 기술의 첫 번째 노드를 HBM4E로 연기하는 동시에 HBM4에서 열간 압축 본딩을 계속 사용하고 다른 방열 방법으로 보완하는 것을 고려하고 있다고 밝혔습니다. 보고서는 JEDEC의 두께 표준 조정에 대한 이전 뉴스를 반복했습니다. HBM4의 스택 두께 정의는 현재 775미크론에서 825~900미크론 범위로 상향 조정되었으며, HBM5 표준은 900미크론에서 1,000미크론으로 더욱 완화될 수 있습니다. 이 새로운 매개변수 세트에 따라 제조업체는 공정 임계값이 더 높은 하이브리드 본딩으로 즉시 이동하지 않고도 적층 높이를 높이거나 포장 구조를 최적화하여 설계 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

더욱 주목할 점은 주요 고객의 수요 변화도 이러한 전략적 조정을 주도하고 있다는 점이다. 보고서는 NVIDIA와 같은 "대규모 구매자"가 고스택 HBM에 대한 수요를 지연시켜 16단 HBM 스택에 대한 내부 논의를 기본적으로 "중단" 상태에 두었다고 소식통을 인용했습니다. 이러한 상황에서 HBM4E 제품은 계속해서 12층 설계로 유지될 가능성이 높으며, 이로 인해 제조업체가 단기적으로 더 높은 적층을 지원하기 위해 하이브리드 본딩을 채택해야 하는 시급성이 더욱 약화될 것입니다.

그럼에도 불구하고 삼성과 SK 하이닉스는 여전히 하이브리드 본딩으로 인한 열적 이점을 누리기를 희망하고 있으며 대체 솔루션을 통해 이를 달성할 계획입니다. 보고서는 양사가 기존 열압착 구조 하에서 열전도 경로를 개선하고 단열층으로서의 충진재의 단점을 보완하기 위해 다양한 방열 장치를 적극적으로 평가하고 있다고 지적했다. 하이브리드 본딩 아키텍처에서는 언더필 재료가 제거되어 온도를 낮추고 안정성을 향상시킵니다. 제조업체는 추가 열 방출 장치를 통해 코어 접합 프로세스를 변경하지 않고도 일부 열 방출 이점을 얻을 수 있기를 희망합니다.

장기적으로 하이브리드 본딩은 여전히 ​​HBM 분야에서 “우회할 수 없는” 기술 노드로 여겨진다. HBM5E의 I/O 포트 수와 신호 밀도가 계속 증가함에 따라 보고서는 업계 체인 소식통을 인용하여 하이브리드 본딩이 HBM5E 대량 생산 중에 "필수" 프로세스 옵션이 될 것이라고 말했습니다. 입력 및 출력 단자 수가 많을수록 상호 연결 밀도가 높아지고 전력 소비 및 열 방출 요구 사항이 더욱 엄격해지며 기존 열압착 접합 구조는 신뢰성과 성능 면에서 명백한 병목 현상에 직면하게 됩니다.

현재 기술 및 표준 게임은 전체 HBM 시장의 미묘한 균형도 반영합니다. 한편으로는 AI 컴퓨팅 성능과 대규모 모델 교육을 위한 HBM 용량 및 대역폭 추구가 계속 가속화되어 스토리지 제조업체가 더 높은 계층과 보다 급진적인 패키징 기술을 계획하도록 강요하고 있습니다. 반면, 하이브리드 본딩의 성숙도, 프로세스 수율 및 패키징 비용은 아직 안정되려면 시간이 필요합니다. "기술적 리더십"만으로는 모든 참가자가 위험을 감수하도록 설득하는 데 충분하지 않습니다. JEDEC의 두께 표준 조정은 산업 체인에 어느 정도 중간 경로를 제공하여 모든 당사자가 안전하고 제어 가능한 프로세스 경계 내에서 제품 라인을 점진적으로 발전시킬 수 있는 여지를 제공합니다.

삼성과 SK하이닉스의 경우 HBM4와 HBM4E 간 하이브리드 본딩 리드인 노드를 어떻게 정확하게 분할하느냐가 AI 스토리지 시장에서의 경쟁력과 엔비디아 등 주요 고객과의 협력 협상 공간에 직접적인 영향을 미치게 된다. HBM4가 하이브리드 본딩을 사용하지 않고도 적층 두께와 방열 장치를 통해 현재 요구 사항을 충족할 수 있다면 HBM4E 또는 심지어 HBM5E 단계에서 새로운 공정을 도입하는 데 집중하는 것이 상업적으로 보다 현실적인 옵션이 될 수 있습니다. 그러나 AI 애플리케이션 시나리오가 더욱 확장되고 하이 스택 HBM에 대한 수요가 다시 가열됨에 따라 이러한 "지연된 채택" 전략도 향후 몇 년 내에 신속하게 조정되어야 할 수도 있습니다.