中 창신메모리, HBM 수율 25% '참패'.. 100개 만들면 80개 불량

9일(현지시간) 미국 IT·반도체 전문 매체 Wccftech에 따르면 CXMT가 양산을 시도 중인 4세대 HBM(HBM3) 8단 적층 제품의 생산 수율이 25~30% 수준에 머무르고 있는 것으로 전해졌다.

특히 1차 수율을 통과한 제품 중에서도 최종 품질 평가를 통과하는 물량은 70% 안팎에 불과해, 결과적으로 웨이퍼 생산부터 최종 출하까지 100개 제품 가운데 약 80개가 품질 검사에서 탈락하는 실정이다. 통상 상업 양산이 가능한 기준선에 크게 못 미치는 참담한 수준이다.

- 3000개 미세 구멍 뚫는 실리콘관통전극(TSV)서 발목…적층·본딩도 한계

HBM은 여러 개의 D램 단품을 아파트처럼 수직으로 쌓아 올려 데이터 전송 속도를 획기적으로 끌어올린 고성능 메모리로, 업계에서는 최대 16단까지 적층하는 기술이 논의되고 있다. 이를 위해 웨이퍼에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 상하 칩을 전극으로 연결하는 실리콘관통전극(TSV) 공정과 칩 사이를 정밀하게 접합하는 패키징 본딩 기술이 필수적이다.

업계 소식통에 따르면 CXMT는 표준 HBM 칩 하나당 약 3000개에 달하는 미세 TSV 구멍을 가공하는 공정에서 상당한 결함률을 기록하고 있다. 여기에 8개의 D램 층을 오차 없이 정밀하게 쌓아 올리는 적층 및 본딩 공정에서도 기술적 한계를 드러내며 대량 불량이 발생하고 있는 것으로 분석됐다. 기존 범용 D램 제조 노하우만으로는 극도로 정밀한 첨단 어드밴스드 패키징 공정을 소화하기 어렵다는 방증이다.

한편 SK하이닉스는 차세대 HBM4 제품을 겨냥해, 미세 범프(돌기) 없이 칩을 직접 맞붙이는 '하이브리드 본딩' 공정 도입을 추진하고 있는 것으로 알려졌다. 이는 클린룸의 극단적 청정도와 나노미터급 표면 평탄화 기술이 요구되는 차세대 영역이다. 반면 CXMT는 아직 이전 세대인 HBM3의 범프 본딩 및 TSV 기술조차 온전히 안정화하지 못하고 있는 셈이다.

- 글로벌 3사 '독점 구도' 견고…中 반도체 굴기, AI 병목 여전

현재 글로벌 HBM 시장은 SK하이닉스를 필두로 삼성전자와 미국 마이크론 등 글로벌 3사가 압도적으로 과점하고 있다. 

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