HBM4 로직 다이 테스트 수율 40% 돌파

전영현 부회장, 파운드리 사업부 임원들 격려
1c D램, HBM 패키징 기술이 관건
...

16일 업계에 따르면, 삼성전자 파운드리 4㎚(나노미터·10억분의 1m) 공정으로 생산되는 로직 다이의 테스트 생산 수율이 40%를 넘어선 것으로 알려졌다. 4㎚ 공정으로 양산 중인 바이두 칩의 초기 테스트 생산 수율이 10%대 중후반이었던 것을 고려하면 고무적이라는 평가다. 전영현 삼성전자 DS(반도체)부문장(부회장)은 최근 파운드리 사업부의 성과에 대해 격려의 메시지를 전한 것으로 알려졌다.

파운드리 사업부는 이번 로직 다이를 생산하며 성능을 개선할 수 있는 신규 공정을 대거 도입했다. 반도체업계 관계자는 “초기 테스트 생산 수율이 40%라는 것은 당장 사업을 추진해도 손색이 없을 만큼 양호한 숫자”라며 “통상 (파운드리 공정은) 10%대를 시작으로 양산을 거치면서 수율이 올라간다”고 설명했다.

HBM3E(5세대 HBM) 시장에서 SK하이닉스와 마이크론에 주도권을 내준 삼성전자는 HBM4 로직 다이 생산에 총력을 기울이고 있다. HBM4 로직 다이에는 파운드리 미세 공정이 적용돼 칩 성능을 제고할 수 있을 뿐만 아니라 고객사가 원하는 설계에 맞춰 생산이 가능해 글로벌 빅테크 기업을 중심으로 수요가 급증하고 있는 ‘맞춤형 HBM’ 시장에 유연하게 대응할 수 있다. SK하이닉스와 마이크론은 파운드리 업체인 TSMC에 의존해야 하지만 삼성전자는 자체 파운드리 기술력을 보유해 강점을 발휘할 수 있다.

이제 삼성전자 HBM4의 사업 성패는 메모리 사업부가 개발하는 10㎚급 6세대(1c) D램에 달렸다. HBM4 12단 제품에는 로직 다이와 함께 1c D램이 탑재된다. 삼성전자의 경쟁사인 SK하이닉스는 HBM4에 이전 세대 D램인 1b D램을 활용하고 있는데, 삼성전자가 1c D램을 안정적으로 양산할 수 있다면 HBM4 성능에서 우위를 점할 수 있다.

1c D램과 로직 다이를 한 데 묶어 최종 상품의 형태로 제작하는 패키징도 관건이다. 삼성전자는 SK하이닉스와 다른 패키징 공법을 사용하고 있다. 삼성전자는 12단 HBM 제품까지 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식인 ‘첨단 열압착 비전도성 접착 필름(TC-NCF)’ 기술을 활용한다. 다만, 이 같은 패키징 방식은 발열을 통제하는 데 어려움이 있다는 평가를 받고 있다.

반도체업계 관계자는 “삼성전자 입장에서는 HBM에 탑재되는 D램과 이를 패키징하는 기술을 안정화해야 하는 과제가 남아있다”고 말했다.

한편, SK하이닉스는 70%가 넘는 HBM 시장 점유율을 바탕으로 지난 1분기 창립 이래 최초로 D램 시장 왕좌에 올랐다. 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면, 올 1분기 D램 시장에서 SK하이닉스는 36%의 점유율을 차지했으며, 삼성전자는 34%로 뒤를 이었다. SK하이닉스는 HBM4 12단 제품을 생산해 고객사에 샘플을 보낸 상황이다.