148조 HBM 시장 정조준… 차세대 반도체 장비 출동

AI 시장 커지며 HBM 수요 폭증
본더·광학·세정 장비 등 수혜 기대
장비사들, 기술 개발에 역량 집중
기술력 키워 미래 먹거리 확보 나서

아이에스티이 HBM 전용 FOUP 세정장비 아이에스티이 제공

반도체 장비기업들이 2년 뒤 148조원 규모로 커질 '고대역폭메모리(HBM)' 시장을 겨냥한 장비 진출에 박차를 가하고 있다. 기술 개발을 통해 경쟁력을 확보하고 사업영역 확대를 통해 폭발적인 수요에 대응한다는 전략이다.

19일 관련 업계에 따르면 저스템은 차세대 HBM 공정용 '하이브리드 본더' 장비를 미래 먹거리로 확정하고 관련 연구·개발(R&D) 작업에 착수했다. 본더는 D램을 쌓아 올리기 위해 일정한 열과 압력을 가하는 기능을 한다. 저스템은 그동안 반도체 공정에서 습도를 제어하는 솔루션 등에서 축적한 기술력을 하이브리드 본더에 적용할 방침이다.

저스템 관계자는 "LG전자 생산기술원과 컨소시엄을 구성해 국책과제로 하이브리드 본더 개발에 착수했다"며 "하이브리드 본더가 아직 전 세계 어떤 업체들도 완벽한 솔루션을 내놓지 못한 만큼, 먼저 출시한 뒤 선점하는 기업이 시장을 독식할 수 있을 것"이라고 말했다.

에스에프에이는 인공지능(AI) 기반 HBM 비파괴 검사장비 개발에 착수했다. 이와 관련 에스에프에이는 최근 'HBM 불량 검출 및 분석을 위한 AI 기반 비파괴 장비 기술 개발' 국책 과제 주관 연구기관으로 선정됐다. 이번 과제는 4년간 100억원 규모로 진행된다.

에스에프에이는 AI 기반 고해상도 전기발열 검사 기능에 고속 컴퓨터단층촬영(CT) 검사 기능을 통합한 비파괴 검사장비를 준비 중이다. 이를 통해 현재 수 시간이 걸리는 HBM 검사 기간을 30분 이내로 줄인다는 전략이다.

넥스틴은 HBM 광학검사장비 '아스퍼'를 최근 출시했다. 반도체 생산에 있어 최근 40μm 미만 얇은 두께와 미세 범프 구조, 실리콘관통전극(TSV), 다이렉트 본딩 등 다양한 공정이 도입되는 추세다. 넥스틴은 아스퍼가 이러한 다양한 HBM 패키징 공정에 있어 안정적인 검사 초점을 유지하며 50nm급 미세 결함 검출까지 가능하다고 설명했다.

아이에스티이는 최근 HBM 이송 용기 '풉(FOUP)' 세정장비 분야에 진출했다. 풉은 HBM 공정에서 D램 웨이퍼를 담아 안전하게 운반하고 보관하는 밀폐형 이송용기다. 아이에스티이 장비는 풉을 세척하는 기능을 한다. 아이에스티이는 최근 SK하이닉스와 23억원 규모로 풉 세정장비 공급 계약을 체결하기도 했다.

이 같이 반도체 장비기업들이 HBM 장비에 눈독을 들이는 이유는 HBM 시장 성장성 때문이다. 미국 마이크론 등 반도체 업체들은 지난해 350억달러(약 52조원)였던 글로벌 HBM 시장이 오는 2028년 1000억달러(약 148조원) 규모로 연평균 40% 정도 성장할 것으로 예상했다.

업계 관계자는 "AI 시대가 열리면서 AI 가속기와 함께 여기에 들어가는 메모리 장치인 HBM 수요 역시 폭발적으로 늘어나는 추세"라며 "여기에 삼성전자, SK하이닉스 등 우리나라 기업들이 글로벌 HBM 시장을 주도하면서 관련 장비에 진출하려는 노력이 활발히 이뤄진다"고 말했다.

[e-mail] 강경래 기자