어플라이드, AI메모리 핵심요소 '3D 적층' 주목…韓 협력 강화

차세대 HBM, 3D D램서 최첨단 패키징 기술 접목 추진

글로벌 반도체 장비업체인 어플라이드머티어리얼즈가 AI 반도체의 필수 요소인 최첨단 패키징 사업을 강화한다. 중장기 수요를 바탕으로 장비 공급 능력을 강화하는 한편, 고객사와 차세대 기술 개발에도 나서고 있다. 특히 향후 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업과 고대역폭메모리(HBM)·3D D램 분야에서의 협력이 기대된다.

어플라이드머티어리얼즈코리아(이하 어플라이드)는 31일 서울 코엑스 오크우드호텔에서 'AI 시대를 위한 D램·첨단 패키징 미디어 브리핑'을 열고 AI 메모리 시장에 대한 사업 전략을 밝혔다.

무쿤드 스리니바산 어플라이드머티어리얼즈 그룹 부사장(가운데)과 박광선 어플라이드머티어리얼즈코리아 대표(우측)가 미디어 브리핑에서 발표를 진행하고 있다(사진=어플라이드머티어리얼즈코리아)

어플라이드는 AI용 고성능 반도체에서 3D(수직) 적층 기술의 활용도가 급증할 것으로 보고, 최첨단 패키징 솔루션을 적극 개발하고 있다.

대표적인 사례가 HBM이다. HBM은 복수의 D램을 수직으로 적층한 뒤, 실리콘관통전극(TSV)으로 연결해 데이터 처리 성능을 크게 끌어올린 반도체다. 엔비디아·AMD를 비롯한 글로벌 빅테크 주도로 수요가 폭증하고 있다.

어플라이드는 차세대 HBM에 도입될 수 있는 다이-투-웨이퍼(D2W) 하이브리드 본딩 장비를 개발해 왔다. 하이브리드 본딩은 각각의 칩의 구리를 직접 이어붙이는 기술이다. 기존 칩 간 연결에 쓰이던 마이크로범프(돌기)가 필요하지 않아, HBM의 집적도 및 전력 효율성, 성능을 높이는 데 용이하다.

HBM에서 하이브리드 본딩을 상용화하려면 본딩 뿐만 아니라 각 칩을 평탄화하는 CMP, 표면 세정, 매우 정밀한 정렬 등을 구현해야 한다. 어플라이드는 이를 키넥스(Kinex) 본딩 시스템으로 통합 지원하고 있다.

무쿤드 스리니바산 어플라이드 그룹 부사장은 "3D 적층 전반에 있어 하이브리드 본딩이 필수적으로 동반돼야 할 것으로 보인다"며 "흥미를 가지고 있는 많은 고객사와 협력하고 있는 상태"라고 말했다.

3D D램도 유망한 적용처다. 3D D램은 트랜지스터 구성 요소인 비트라인 혹은 워드라인을 세워, 기존 수평으로 집적되던 셀을 수직으로 적층하는 기술이다. 이를 활용하면 같은 면적에 더 많은 셀을 넣을 수 있고, 트랜지스터 간격이 넓어져 간섭 현상도 줄어든다. 또한 회로 선폭을 극한으로 줄일 필요가 없어, 고비용의 극자외선(EUV) 공정을 거치지 않아도 된다.

어플라이드는 이 같은 사업 전망을 토대로 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 메모리 제조업체와의 협력을 적극 강화할 것으로 관측된다.

박 대표는 "삼성전자와 SK하이닉스는 AI 생태계에서의 역할이 대두되고 있고, 생산능력 확장에도 적극 나서고 있다"며 "메모리를 넘어 패키징 분야에서도 기술 개발 및 상용화를 앞당기기 위한 논의를 많이 하고 있다"고 강조했다.

무쿤드 부사장은 "반도체에 대한 수요가 공급을 크게 상회하고 있어, 생태계 차원에서 반드시 생산량 확대가 이뤄져야 한다"며 "고객사에서 로직 및 메모리반도체 팹을 적극 증설하는 가운데, 당사에 대한 장비 추가 공급 요청도 계속해서 오고 있다"고 말했다.

한편 어플라이드는 고객사와 협력해 신규 장비 상용화를 가속화하는 EPIC 센터를 운영하고 있다. 현재 첫 R&D 장비가 투입돼, 1~2개월 내 본격 가동될 것으로 예상된다. 향후 한국 고객사 대응 강화를 위한 '어플라이드 컬래버레이션 센터 코리아'를 설립 추진 중이다.