한화세미텍의 Fluxless Bonding 기술, 글로벌 표준 될 수 있을까?
HBM(High Bandwidth Memory) 패키징에서 새로운 본딩 방식으로 Fluxless Bonding이 주목받고 있습니다.
기존 방식의 한계를 극복하고 더 높은 효율을 제공하는 이 기술이 앞으로 글로벌 표준이 될 수 있을까요? SK하이닉스뿐 아니라 AMD, 엔비디아 같은 글로벌 고객사 확산 가능성, 국제 표준화 절차, 환경·안전 규제 대응 전략까지 심층적으로 살펴보겠습니다.
생활·업무 변화 요약
- 산업적 측면: 반도체 장비 산업은 기존 TC(Thermal Compression) 방식에서 Fluxless로 점진적 이동 중입니다. 이는 한국 기업의 글로벌 경쟁력을 강화할 수 있는 기회입니다.
- 업무적 측면: 연구개발(R&D) 부서와 장비 엔지니어들은 Fluxless 기술을 적용하기 위해 새로운 소재·공정 검증과 안전 절차를 도입해야 합니다.
- 소비자 측면: 직접적인 체감은 적지만, Fluxless 기술은 HBM 기반 AI 칩과 서버의 성능 개선으로 이어져 결국 더 빠른 서비스, 안정적인 클라우드 환경을 경험할 수 있습니다.
쉽게 알아보는 IT 용어
Fluxless Bonding(플럭스리스 본딩)
- 정의: 반도체 칩을 연결할 때 플럭스(납땜을 돕는 화학물질)를 쓰지 않고 접합하는 기술.
- 사례: SK하이닉스가 HBM4 패키징 공정에서 Fluxless 방식 적용을 검토 중. 한화세미텍과 한미반도체가 장비 개발에 참여하고 있습니다.
- 비유: 기름칠을 하지 않고도 매끄럽게 돌아가는 베어링을 떠올리면 됩니다. 불필요한 부산물을 남기지 않고도 안정적으로 움직이기 때문입니다.
HBM(High Bandwidth Memory, 고대역폭 메모리)
- 정의: 여러 개의 DRAM 칩을 수직으로 적층해 초고속으로 데이터를 처리할 수 있는 메모리.
- 사례: 엔비디아 AI GPU, AMD MI300 가속기 등 차세대 AI 칩 대부분이 HBM을 채택.
- 비유: 좁은 도로 대신 16차선 고속도로를 만든 것과 같습니다. 동시에 많은 차량(데이터)이 오가며 교통 체증(병목 현상)이 줄어듭니다.
핵심 포인트
1. Fluxless 기술이 필요한 이유
HBM 세대가 고도화되면서 칩 간 간격은 좁아지고 입출력 단자는 폭발적으로 늘고 있습니다. 기존 TC 본딩에서는 플럭스 잔류물로 인한 불량, 오염 문제가 심각해졌습니다. Fluxless는 이를 해결하는 대안 기술로 떠오르고 있습니다.
2. 한화세미텍의 준비 현황
한화세미텍은 ‘첨단 패키징장비 개발센터’를 세우고 Fluxless와 하이브리드 본딩 장비를 집중 개발 중입니다. 포믹애시드(Formic Acid)와 플라즈마 처리를 결합한 방식으로 오염 문제를 줄였고, 특허 출원도 마친 상태입니다. 현재 SK하이닉스를 포함한 고객사 평가 단계에 있습니다.
3. 글로벌 고객 확산 가능성
한화세미텍은 이미 엔비디아 공급망에 TC 본더를 납품한 경험이 있습니다. 따라서 Fluxless 장비도 AMD, 엔비디아 같은 글로벌 GPU 기업에 적용될 가능성이 충분합니다. 특히 AI 시장이 급성장하면서 고성능 HBM 수요가 폭증해 글로벌 고객의 채택 가능성이 더 높아지고 있습니다.
4. 국제 표준화(JEDEC)의 절차와 조건
JEDEC은 전 세계 350여 회원사가 참여하는 반도체 표준화 기구입니다. Fluxless가 글로벌 표준으로 인정받기 위해서는:
- 기술 제안 및 위원회 내 토론,
- 특허 공개 및 비차별적 라이선스,
- 회원사 다수의 합의와 검증 절차 통과,
가 필요합니다. 기술적 장점뿐 아니라 호환성과 비용 구조까지 입증해야 하는 셈입니다.
5. 환경·안전 규제 대응
Fluxless 공정에는 포믹애시드 같은 화학물이 쓰입니다. 이는 인화성과 인체 유해성이 있어 안전 문제가 제기될 수 있습니다.
대응 방안은 △밀폐형 공급 시스템 △후처리 장비 △환경 인증 확보 △PPE 기반 안전 작업 체계 도입입니다. EU의 RoHS, 미국 EPA 규제에 대응하기 위해 투명한 보고 체계도 필수입니다.
Check Point 3가지
- Fluxless는 단기적으로 비용이 20~30% 증가하지만, 장기적으로는 수율 개선으로 비용 절감 효과가 기대됩니다.
- 글로벌 표준화를 위해 특허 전략과 국제 협의 경험이 중요합니다.
- 환경 규제 준수는 기술 상용화 속도와 직결됩니다.
“Fluxless는 단순한 본딩 방식이 아니라, 차세대 반도체 산업의 경쟁력을 가르는 분수령이 될 수 있습니다.”
결론
Fluxless 기술은 HBM 시대에 필요한 새로운 해법으로, 한국 반도체 장비 산업의 위상을 높일 수 있는 기회입니다. 다만 국제 표준화, 글로벌 고객사 확산, 환경·안전 대응이라는 세 가지 과제를 충족해야만 ‘글로벌 표준’이라는 타이틀을 얻을 수 있을 것입니다.
3분 정리
- Fluxless Bonding은 플럭스를 제거해 오염 문제를 줄이는 차세대 본딩 기술
- 한화세미텍은 특허 출원 및 고객사 평가 단계, SK하이닉스 중심에서 글로벌 고객 확산 가능성 큼
- JEDEC 표준화 절차에는 특허 공개, 회원사 합의, 검증 과정 필요
- 환경·안전 규제 대응이 상용화의 관건
- 장기적으로 글로벌 표준이 될 가능성 충분