하이엔드 HBM4 메모리와 다층 NAND 칩의 개발이 가속화됨에 따라 하이브리드 컴파운드는 반도체 산업 전체에서 더욱 주목받는 분야다.
12일 프랑스 특허 분석 업체 노우메이드(KnowMade)에 따르면 YMTC는 2017년부터 2024년 1월까지 하이브리드 화합물과 관련된 119건의 특허를 공개했다.
반면, 2015년에 출원을 시작한 삼성은 2023년 말까지 83건의 특허를 보유했고, 2020년에야 출원을 시작한 SK하이닉스는 단 11건만 보유했다. 하이브리드 칩 간 연결 기술 분야의 특허 대부분은 현재 Xperi(미국), YMTC(중국), TSMC(대만)의 세 회사에 집중됐다.
HBM4 메모리와 다층 NAND 칩의 급속한 개발로 인해 하이브리드 상호 연결 기술은 업계의 관심을 점점 더 끌고 있다. 기존의 열압착 접합과 달리 하이브리드 방식은 두 개의 반도체 칩을 구리 배선은 구리 배선끼리, 절연 물질은 절연 물질끼리 각각 접합하는 기술이다.
기존 칩 연결에 쓰이던 솔더볼·범프 등을 쓰지 않아 이 같은 장점은 현재 3D 패키징을 활용한 고속 메모리 시장에서 선두를 차지한 SK하이닉스에 특히 중요하다.
YMTC는 약 4년 동안 Xtacking 기술이라는 하이브리드 칩-투-칩 상호연결 기술을 사용해 NAND 칩을 대량 생산해 왔다. 보고서에 따르면 이 회사는 웨이퍼 대 웨이퍼(W2W) 연결 방식을 사용한다. 즉, 메모리 셀과 주변 회로가 별도의 실리콘 웨이퍼에 형성된 후 단일 칩으로 결합된다.
ZDNet에 따르면 삼성은 YMTC와 라이선스 계약을 체결해 차세대 NAND에 하이브리드 연결 기술을 적용하기로 했다. YMTC의 특허는 기술적 구현 측면에서 우회하기 어려워 이 거래는 불가피했다는 분석이다. 이 분야에서 한국 제조업체의 중국 기술 개발에 대한 특허 의존도가 점점 커진 셈이다.
한편, 삼성전자는 올해 말까지 12단 HBM4 생산을 시작할 계획이며 하이브리드 기술을 적극적으로 연구하고 있다. 또한 삼성전자는 기술 장비 전문 자회사 SEMES와 함께 개발에 힘쓰고 있다.
노우메이드는 "YMTC의 특허는 로직과 메모리, 컨트롤러를 모두 포함한 이기종 적층으로 AI 및 HPC 산업을 위한 반도체 제조를 용이하게 한다"며 "또한 YMTC는 하이브리드 본딩 구현을 위한 표면 처리, 웨이퍼 다이싱 등 제조 공정 특허도 다방면으로 보유하고 있다"고 밝혔다.
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