▲ 인하대가 개발 중인 HBM용 하이브리드 본딩 장비

차세대 반도체 패키징 기술로 주목받고 있는 하이브리드 본딩 스택 장비의 국산화가 정부의 지원으로 본격 추진된다.

인하대학교 주승환 교수 연구팀은 산업통상자원부의 ‘HBM(고대역폭메모리) 고성능 반도체 초고집적 하이브리드 본딩 스택장비 개발 과제’에 공동연구개발기관으로 선정됐다고 23일 밝혔다.

이번 과제는 저스템이 주관연구개발기관을 맡고 LG전자, 인하대 산학협력단, 컨셉션, 경북TP 등이 공동연구개발기관으로 참여한다. 올해부터 2028년까지 정부지원금 75억원이 투입된다.

하이브리드 본딩은 반도체 칩과 칩, 또는 칩과 기판을 직접 연결하는 기술로, 기존 범프 방식에 비해 집적도 향상 및 성능 개선이 가능해 HBM4(4세대) 이후 적용되는 고성능·고집적 반도체 패키징의 필수 기술로 주목받고 있다.

하이브리드 본딩 기술은 반도체 산업 전반에 적용이 확대되고 있는 추세다. 국내 주요 메모리 제조 기업들은 400단 이상의 차세대 낸드 플래시에 하이브리드 본딩 기술을 적용할 계획이다.일본 소니는 스마트폰 카메라의 이미지 센서를 대량 생산 중이고, NAND 메모리의 경우 중국의 YMTC, 키옥시아가 대량 생산 중이다.

그러나 하이브리드 본딩 장비는 현재, 유럽과 일본 업체가 시장을 장악하고 있고, 국내에는 세메스, 한미반도체, 한화세미텍, 인하대 정도가 HBM 양산용으로 개발을 진행 중인 것으로 알려지고 있다. 때문에 이번 정부 과제는 국내 반도체 패키징 산업 발전에 활력소가 될 것으로 기대되고 있다.

이번 하이브리드 본딩 스택장비 개발 과제를 통해 △고집적, 고성능 반도체 패키징을 위한 하이브리드 본딩 기술개발 △칩렛 기술 적용을 위한 하이브리드 본딩 기반 기술개발 △HBM과 같은 고성능 메모리 반도체 패키징 기술개발 등이 추진될 계획이다. 또한 하이브리드 본딩 기술을 활용한 검사 기술, 디스플레이 적용, 양산성 확보 등 연구도 병행된다.

이번 과제의 주축을 맡은 인하대 주승환 교수는 칩렛과 하이브리드 본딩 등 첨단 패키징 전문가로, 2025년 LG전자 테크랩 선정되는 등 기술력을 인정받았다. 주 연구 분야는 나노단위 제어 시스템으로, 현재 하이브리드 본더 헤드, 다이성형기, 100nm 제어용 광학계, IR Overlay 계측 기술을 개발하고 산업체와 협력을 확대 중이다.

주승환 교수는 “반도체 후발주자인 중국이 HBM2(2세대) 시장에 이미 진입했고 HBM3E 8단 적층 단계까지는 빠르게 추격해올 가능성이 높은 상황에서, 이번 과제를 통해 하이브리드 본딩용 장비 및 공정기술 개발에 힘써 국내 반도체 패키징 기술 및 국산 장비 글로벌 경쟁력 강화에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.