“돈벼락 맞을 일만 남았다”, “한국 기술이 최고”…전례 없는 황금기에 ‘들썩’

AI 시대, HBM이 반도체 새 심장으로 부상
2.8조 하이브리드 본더 시장, 선점전 본격화
한미·한화·LG 잇단 가세…글로벌 기술전쟁 점화

AI 시대의 파고가 반도체 산업을 다시 흔들고 있다. 데이터 폭증과 함께 더 빠르고 효율적인 메모리가 AI 경쟁의 핵심 무기가 됐다.

이 흐름의 중심에는 한국이 주도하는 ‘HBM(고대역폭 메모리)’이 있다. HBM은 여러 개의 D램 칩을 세로로 쌓아 초고속으로 데이터를 처리하는 구조로, 인공지능 서버의 성능을 좌우하는 핵심 부품이다.

HBM 주도권은 이미 한국 손에…글로벌 추격전 본격화

지금 전 세계가 이 기술을 따라잡기 위해 움직이고 있다. 그러나 이미 주도권은 한국에 있다. SK하이닉스는 글로벌 HBM 시장 점유율 1위, 삼성전자는 상위권을 지키며 차세대 AI 반도체 수요를 선점하고 있다.

두 기업이 HBM을 이끌고 있는 만큼, 그 생산 공정에 필요한 장비와 패키징 기술도 자연스럽게 국내 생태계 안에서 성장하고 있다.

이 흐름의 중심에는 ‘하이브리드 본더’가 있다. 기존 TC본더는 미세한 범프(bump)에 열과 압력을 가해 칩을 붙였지만, 20단 이상 고적층 구조에선 한계가 뚜렷했다.

하이브리드 본더는 납땜 대신 칩 표면을 직접 결합해 신호 손실과 발열을 최소화한다. 차세대 HBM의 성능을 완성시키는 장비다.

신영증권은 2028년 하이브리드 본딩이 전체 HBM 공정의 절반을 차지하고, 시장 규모가 2조8000억 원에 달할 것으로 내다봤다. 장비 한 대가 40억 원 수준으로, 단일 장비 분야로는 드물게 조 단위 시장이 열린다.

한국 기업들은 이미 이 시장을 선점하기 위한 준비를 마쳤다. 한미반도체는 SK하이닉스에 TC본더를 독점 공급하며 세계 1위를 차지하고 있다. 인천에 1000억 원을 투자해 하이브리드 본더 전용 공장을 짓고, 2027년 양산을 목표로 한다.

한화세미텍은 1세대 하이브리드 본더를 개발한 데 이어 내년 초 2세대 ‘SHB2 Nano’를 선보일 예정이다. LG전자도 생산기술원을 중심으로 연구에 착수해 2028년 상용화를 추진 중이다.

HBM 강국 한국, 속도로 승부 건다…개발·양산 ‘원스톱 체제’ 구축

한국의 경쟁력은 기술뿐 아니라 ‘속도’에 있다. 이미 세계 최정상급 HBM 제조 라인을 보유하고 있어, 장비 개발과 테스트가 동시에 가능한 구조다.

반면 해외 장비업체들은 실제 메모리 공정 접근이 어려워 개발 속도에서 뒤처질 수밖에 없다.

TC본더까지는 한국이 주도권을 확보했고, 하이브리드 본더가 상용화되면 설계부터 제조·장비까지 모두 국내에서 완결되는 ‘풀 밸류체인’이 완성된다.

물론 네덜란드 BESI, 싱가포르 ASMPT 등 글로벌 기업들도 추격에 나섰지만, 실제 HBM을 대량 양산 중인 기업이 한국에 집중돼 있는 만큼 기술 검증과 양산 전환은 한국이 훨씬 유리하다는 평가다.

결국 승부는 시간 문제다. 누가 먼저 완성도 높은 하이브리드 본더를 시장에 내놓느냐에 따라 향후 반도체 장비 주도권이 결정될 것이다.

HBM을 넘어 장비까지 주도한다면, 한국은 반도체 산업의 중심을 다시 한 번 자국 안으로 끌어오는 셈이다. 세계가 그 결과를 주목하고 있다.