삼성 평택 D2W 하이브리드 본딩 50대 라인 추진

삼성전자가 평택 P5에 다이-투-웨이퍼(D2W) 하이브리드 본더 약 50대 규모의 양산 라인 구축을 추진하고 있다. 핵심은 단순한 HBM 생산능력 확대가 아니라, D램·파운드리·첨단 패키징을 결합해 커스텀 HBM과 3D 집적 반도체를 생산할 수 있는 기반을 마련하는 데 있다. D2W 하이브리드 본딩은 검사에서 정상 판정된 개별 다이를 웨이퍼 위에 정밀하게 적층하는 방식이다. 기존 TC 본딩이 마이크로 범프에 열과 압력을 가해 접합하는 것과 달리, 하이브리드 본딩은 범프 없이 구리 패드와 절연막을 직접 결합한다. 이로써 신호 손실과 전기저항이 줄고 인터커넥트 밀도와 대역폭이 높아지며, 발열 경로가 짧아져 16단 이상 고적층 HBM의 열 문제를 완화할 수 있다. 다만 나노미터 단위 정렬과 표면 평탄도, 파티클 관리, 양산 수율 확보가 까다로워 대규모 양산까지는 시간이 필요하다. 투자 규모 측면에서 최우선 공급 후보인 베시 장비는 대당 약 60억원으로 알려졌다. 50대를 모두 베시로 채운다고 단순 계산하면 본더만 약 3,000억원이지만, 웨이퍼 이송·플라즈마 활성화·세정·계측·검사 등 부대 설비까지 포함하면 실제 투자액은 이를 상회할 전망이다. 다만 삼성은 특정 업체 독점 대신 세메스, 한화세미텍을 포함한 멀티벤더 체제를 구축할 가능성이 크다. 세메스는 올해 초 평가용 본더를 공급했고, 한화세미텍은 100나노급 정렬 정밀도를 목표로 한 SHB2 Nano를 개발해 SK하이닉스에 평가용 클러스터를 납품했다. 결국 관건은 총 50대라는 규모보다 각 장비사의 실제 물량 배분이다. 최종 목표는 커스텀 HBM과 로직-메모리 수직 결합이다. 범용 베이스다이 대신 고객사 연산 IP를 탑재한 로직 다이 위에 D램을 직접 적층하면 HBM은 외부 메모리를 넘어 AI 가속기의 연산·데이터 이동을 보조하는 시스템 구성요소가 된다. 삼성이 공개한 3D Cube-H 기술도 이 방향을 겨냥한다. 다만 생산시설 구축과 고객사 인증 통과는 별개다. 하이브리드 본딩은 2027년부터 제한적 양산이 시작되고 2028~2030년 수율·비용이 안정화될 것으로 보이며, 초기에는 HBM4·초기 HBM4E에서 기존 TC 본딩과 병행될 가능성이 높다. 실제 경쟁력은 장비 설치가 아니라 양산 수율과 처리속도, 고객사 채택으로 증명될 것이다.