장남 테크윙 대표 “글로벌 메모리 제조 3사 모두에 HBM 검사장비 공급할 것”

삼성전자 기 공급, SK하이닉스 퀄테스트…마이크론도 준비 중

장남 테크윙 대표이사가 21일 경기 화성시 테크윙 동탄사업장에서 이투데이와 인터뷰를 갖고 있다. 신태현 기자 holjjak@

인공지능(AI)과 고성능 컴퓨터(HPC) 시장의 급성장으로 AI 가속기에 탑재하는 HBM의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 테크윙은 다년간 축적해온 반도체 테스트 기술력을 바탕으로 HBM 테스트 장비시장을 선도하기 위해 사업 포트폴리오를 강화 중이다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어 올린 고성능 메모리 반도체이다. 한 번에 많은 데이터를 통과시켜, 병렬 역산을 하는 그래픽처리장치(GPU)와 함께 AI 가속기에 탑재된다.

HBM은 로직 웨이퍼에 구획별로 DRAM 다이(Die)를 하나하나씩 적층해서 쌓은 이후 로직 웨이퍼를 잘라서 양산하고 있다. 현재 HBM 검사방식은 로직 웨이퍼를 자르기 전 단계에서 로직 웨이퍼 통째로 검사를 진행하고 있다. 다만 이런 검사는 적층 시 실패한 배드다이(Bad Die)까지 모든 검사 공정에서 검사를 진행해야 하기에 테스트 비효율성을 초래한다. 또 로직 웨이퍼를 통째로 검사를 진행해도 로직 웨이퍼를 자르는 과정에서 물리적인 충격이 가해지므로 양산된 HBM에 문제가 발생할 수 있다.

이에 대한 솔루션으로 테크윙은 HBM을 로직 웨이퍼를 자르기 전 단계가 아닌 자른 이후 개별 HBM 다이(Die) 상태로 검사할 수 있는 큐브 프로버(Cube Prober)를 세계 최초로 개발해 시장에 출시했다.

“HBM 전수 검사 가능”

테크윙 큐브 프로버는 삼성전자에 공급되고 있으며, SK하이닉스와는 제품 공급을 위한 사전 퀄테스트(성능테스트)를 진행 중이다. 조만간 미국 마이크론에도 퀄테스트를 목적으로 장비가 공급될 예정이다.

지금까지 양산된 개별 HBM 다이는 전수 검사 없이 샘플 검사를 진행하고 TSMC 등 파운드리 업체로 전달됐다. TSMC는 해당 HBM 다이를 전달받아 와 기판 위로 GPU와 HBM을 붙이는 ‘칩온웨이퍼온서브스트레이트(CoWoS)’ 작업을 수행했다.

그러나 개별 HBM 다이는 전수 검사 없이 공급됐기 때문에 CoWoS 작업을 마친 뒤에야 불량 여부를 확인할 수 있다. 불량이 발견되면 해당 제품은 폐기할 수밖에 없는 이유다. 엔비디아의 경우 최근 메모리 업체에 개별 HBM 다이에 대해 전수 조사할 것을 권고한 것으로 전해졌다.

테크윙 큐브 프로버는 HBM을 개별 다이로 한 번에 256개씩 검사를 지원한다. 장남 테크윙 대표는 본지와의 인터뷰에서 “HBM을 개별 다이로 샘플링 검사밖에 못 하다가 전수 검사가 가능해져, HBM 공급사뿐만 아니라 최종 사용 고객까지 HBM에 대한 제품 신뢰도가 높아질 것”이라고 말했다.

테크윙 큐브 프로버를 사용하게 되면 고객사는 기존 설비에 투입되는 자본지출(Capex) 대비 약 20~30% 비용을 감축할 수 있을 것이란 게 장 대표의 추정이다. HBM 배드 다이(Die)를 모든 검사공정에서 검사를 진행할 할 필요가 없기 때문이다. 고객사는 기존 설비 투입량 대비 설비 대수가 감소하기 때문에 설비 관리에 소요되는 유틸리티 비용 및 인건비용 등을 절감시킬 수 있고, 설비대수 감소는 고객의 공장 면적을 더 적게 사용해 생산성 향상에 기여할 것으로 예상했다.

테크윙은 최근 큐브 프로버 양산 캐파(생산능력) 확보 및 수주 증가에 대응하기 위해 3층 규모의 건축 총면적 1만2117㎡(약 3665평형)의 큐브 프로버 제조 시설을 추가 증설했고, 지속적인 인력 채용 및 교육을 통해 제조 역량을 강화하고 있다.

그는 “연구ㆍ제조 인력도 꾸준히 채용해 100명가량 늘었다”며 “올해 연말이면 원하는 수준까지는 아니어도 어느 정도 시장에서 생각하는 정도까지의 생산체계는 나올 것”이라고 강조했다.

그러면서 “큐브 프로버 사업은 기존에 없던 기술이고 새로운 장비를 만드는 것”이라며 “고객사도 처음이고 우리도 처음이라 커스터마이징(맞춤제작) 기간이 오래 걸릴 수밖에 없다”고 덧붙였다.

현재 고객사는 HBM3 및 HBM3E 세대에 대한 검사 목적으로 큐브 프로버 수요가 발생하고 있다. 향후 HBM4 및 HBM4E로의 세대 전환이 이루어지면, HBM의 적층 단수 증가 및 수율 감소로 인해 테스트의 중요성이 커질 전망이다. 이에 따라 회사 측은 큐브 프로버의 수요가 증가할 것으로 기대하고 있다.

장남 테크윙 대표이사가 21일 경기 화성시 테크윙 동탄사업장에서 이투데이와 인터뷰에 앞서 포즈를 취하고 있다. 신태현 기자 holjjak@

“DLPㆍ비전 검사 장비 키울 것”

테크윙은 큐브 프로버 기술을 바탕으로 베어 다이(Bare Die) 레벨 테스트 장비인 DLP핸들러를 개발하고 있다. 메모리와 비메모리 반도체를 동시에 테스트할 수 있는 복합 장비이며, 글로벌 반도체 기업인 A사, N사, I사 등 호응이 상당히 좋은 상황이라고 한다.

장 대표는 “품질 부분을 보완해서 내년 초 시장 공급 계획 중”이라며 “테크윙의 중요한 비즈니스 중 하나가 될 것”이라고 설명했다.

이와 함께 적극적으로 개발하는 분야가 비전 검사 분야라고 한다. 웨이퍼에서 자른 칩을 다시 정렬할 때 정밀한 비전 기술이 필요하기 때문이다.

그는 “테크윙의 단기 목표는 HBM 큐브 프로버의 품질을 더 높이고 성능을 업그레이드하는 것이고, DLP핸들러 사업의 성공적인 조기 안착이다”라며 “장기 목표는 누구나 알 수 있고 갖고 싶어하는 독일의 고급 자동차 브랜드처럼 반도체 검사 장비 시장에서 테크윙을 명품 검사장비를 개발ㆍ제조ㆍ판매하는 명품 브랜드로 고객들에게 인식시키는 것”이라고 말했다.

그러면서 “테크윙이 보유한 기술 경쟁력과 시장 선점 효과를 바탕으로 향후 HBM 시장에서 더욱 강력한 입지를 구축할 수 있을 것”이라고 자신했다.

[이투데이/김우람 기자 (hura@etoday.co.kr)]

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