더 빠른 '8세대 HBM5' 시대 언제 오나…"2029년 진입 전망"

SK하이닉스·삼성전자, 2029년 HBM5 도입 전망 나와

20단 이상 초고적층 구현 위해 '하이브리드 본딩' 도입 박차

JEDEC 높이 규제 900㎛ 완화 논의…공정 도입 시기 변수

[서울=뉴시스]남주현 기자 = 고대역폭 메모리(HBM) 시장이 2029년 '8세대 HBM5' 시대로 진입할 것이라는 전망이 나왔다.

20단 이상의 초고적층 구조가 필수적인 HBM5 구현을 위해 칩 사이의 간격을 혁신적으로 줄이는 '하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)' 기술이 핵심 동력이 될 것이란 관측이다.

7일 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 SK하이닉스는 어플라이드 머티리얼즈(AMAT)와 BE 세미컨덕터 인더스트리즈(BESI)의 통합 하이브리드 본딩 솔루션을 조기에 도입해 전략적 우위를 확보하고 있다.

SK하이닉스는 하이브리드 본딩 장비 도입과 차세대 AI GPU 사이클에 맞춰 2029~2030년 경에는 HBM5의 본격 양산할 것으로 분석됐다.

HBM5가 이전 세대와 차별화되는 것은 하이브리드 본딩을 통한 인터커넥트 혁신에 있다. 5세대(HBM3E)와 6세대(HBM4)를 거치며 적층 단수는 12단에서 최대 16단까지 늘어났다.

하지만 20단 이상을 쌓아야 하는 8세대 HBM5부터는 기존 마이크로 범프를 활용한 열압착 본딩 방식이 물리적 한계에 부딪히게 된다.

마이크로 범프는 칩을 수직으로 연결하기 위한 작은 돌기를 열과 압력으로 눌러 붙이는 방식이다. 층수가 많아지면 두께가 두꺼워진다.

하이브리드 본딩 방식은 칩 사이에 마이크로 범프 접합 소재를 제거하고 대신 구리 배선을 원자 수준에서 직접 붙이는 방식이다.

이를 통해 칩 사이 간격을 기존 20~40μm에서 10μm 이하로 획기적으로 줄여, 동일 높이 내 적층 단수를 20단 이상으로 늘리고 데이터 전송 저항을 최소화할 수 있다.

[서울=뉴시스] 삼성전자가 16일부터 19일까지(현지 시간) 미국 새너제이에서 열리는 엔비디아 GTC에 참가해 차세대 HBM4E 기술력과 Vera Rubin 플랫폼을 구현하는 메모리 토털 솔루션을 유일하게 공급할 수 있는 역량을 앞세워 글로벌 AI리더십을 한층 강화한다. 사진은 삼성전자가 GTC에서 최초 공개한 HBM4E 제품. (사진=삼성전자 제공) 2026.03.17. [email protected] *재판매 및 DB 금지

삼성전자도 최근 'GTC 2026'에서 하이브리드 본딩과 유사한 형태의 '하이브리드 카파 본딩(HCB)' 기술을 공개하며 주도권 확보에 나섰다.

삼성전자는 이 방식을 통해 기존 열압착 본딩 대비 열 저항을 20% 이상 줄일 수 있으며, 16단 이상으로 높이 쌓는 데 유리하다고 발표했다.

6세대 HBM4를 엔비디아에 가장 먼저 공급한 삼성전자는 7세대 HBM4E를 최초 공개하는 등 속도전을 벌이고 있다.

업계에서는 삼성전자 역시 SK하이닉스와 함께 HBM5를 2029년 전후 시점에 선보일 것으로 내다본다.

다만 기술 도입 시기에는 국제 반도체 표준화 기구(JEDEC)의 규격 변화가 변수로 작용할 전망이다.

현재 JEDEC은 HBM 표준 높이를 기존보다 완화된 900㎛ (마이크로미터)수준까지 허용하는 방안을 논의 중이다.

HBM3E의 표준 높이가 720㎛, HBM4가 775㎛인 상황에서 규격이 900㎛까지 완화되면 HBM5 개발에 따른 기술 부담이 줄어든다.

업계 관계자는 "표준화 기구에서도 HBM 표준 높이 규격을 어떻게 정할지에 대해 논의가 활발한 상황"이라고 말했다.

이어 "최근 20단 적층에 대비해 규격을 900㎛ 수준까지 완화하려는 움직임이 있어 도입 시기에 변수가 될 수 있다"고 설명했다.


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