만들기 더 깐깐해진 HBM…공장 지어도 양산까지 '산 넘어 산'

[사이클 사라진 메모리 반도체]첨단 패키징 공정 필수인 HBM웨이퍼 한장당 칩 생산량 줄어양산까지 수율 확보·검증 거쳐야EUV 노광장비 공급 병목도 변수 등록 2026-11-03 오전 5:01:02 수정 2026-11-03 오전 5:01:02 가 가 [이데일리 김소연 기자] “투자 규모나 신규 공장 숫자가 늘어난다고 해서 그와 정비례해 공급이 증가하는 것은 아니다.” 김우현 SK하이닉스 최고재무책임자(CFO)는 최근 3분기 실적 발표 컨퍼런스콜에서 최근 잇단 메모리 증설을 두고 이같이 말했다. 반도체 기업들이 대규모 생산시설 확충에 나서고 있지만 실제 메모리 공급량은 투자 규모만큼 빠르게 늘어나기 어렵다는 것이다. 고대역폭메모리(HBM)의 기술적 복잡성이 높아지고 신규 공장 건설과 장비 확보에 상당한 시간이 걸리는 데다 기업들도 높은 수익성을 유지하고자 생산능력을 단계적으로 조절하고 있기 때문이다. 과거 메모리 산업은 호황기에 반도체 기업들이 경쟁적으로 증설에 나서면서 공급 과잉과 가격 폭락을 반복했다. 2019년과 2022~2023년의 메모리 불황이 대표적이다. 통상 3~4년 주기로 호황과 불황을 반복하는 사이클이 나타났다. 최근 일각에서는 대규모 설비투자를 두고 공급 과잉 우려가 나오지만, 인공지능(AI) 인프라 수요 확대와 함께 공급 증가를 제약하는 구조적 요인에 주목해야 한다는 분석이 많다. ①HBM 성능 높아질수록 공급 부족 지속 대표적인 요인은 HBM의 기술적 복잡성이다. HBM은 성능이 높아질수록 더 많은 생산 자원을 필요로 한다. 차세대 HBM4E와 HBM5는 이전 세대보다 반도체 칩인 다이(Die)의 면적이 커지고 금속 배선층이 늘어나는 방향으로 개발되고 있다. 다이 면적이 커지면 같은 크기의 웨이퍼 한 장에서 생산할 수 있는 칩의 개수가 줄어든다. 금속 배선층이 많아지면 회로를 형성하는 공정이 늘어나 웨이퍼 생산에 필요한 시간과 장비 부담이 커진다. [이데일리 김정훈 기자]HBM 특유의 적층 공정도 생산을 어렵게 만드는 요인이다. HBM은 여러 개의 D램 칩을 수직으로 쌓고 실리콘관통전극(TSV) 등을 통해 연결한다. 일반 D램과 달리 칩을 쌓고 연결하는 첨단 패키징 공정이 추가로 필요하고, 적층 과정에서 발생하는 불량은 최종 제품의 생산 효율에 영향을 미칠 수 있다. 현재 주력인 HBM3E 12단 제품의 경우 수율이 50% 안팎에 그치는 것으로 알려져 있다. 글로벌 메모리 3사는 이같은 구조...