HBM 검사 및 테스트 장비 기업 – 고대역폭 메모리의 완성도를 책임지는 숨은 기술

목차

1. 검사 장비의 분류: 기능에 따른 세분화

2. Advantest - 세계 1위 반도체 테스트 장비 기업

3. Teradyne - 북미 반도체 테스트 장비의 강자

4. Cohu Inc - 고속 핸들러 및 열 관리 테스트 장비 전문

5. SCREEN Holdings - 웨이퍼 레벨 검사 장비의 정밀도

6. YXLON / Nordson / Nikon - X-ray / CT 기반 비파괴 검사 장비

7. 국내 장비 기업의 부상 - 테스나 한미반도체 고영테크놀로지

 

HBM DRAM의 특성과 검사 필요성

HBM(High Bandwidth Memory)은 고성능 GPU, AI 가속기, 고속 네트워크 칩 등에 사용되는 초고속 메모리로, 수십 개의 TSV(Through Silicon Via)와 다이 스택을 이용한 3D 구조를 가지고 있습니다.

이 구조는 기존 DRAM보다 훨씬 복잡하고 미세하여 제조 후 검사(Test) 및 신뢰성 분석이 반드시 필요합니다. HBM의 오류는 단일 TSV 결함, 뱀핑 불량, 접합 불균형 등 다양한 방식으로 나타날 수 있기 때문에, 이를 검출하기 위한 전문 장비 없이는 안정적인 제품 공급이 불가능합니다.

HBM 검사 및 테스트 장비 기업

1. 검사 장비의 분류: 기능에 따른 세분화

HBM 검사 공정은 크게 다음과 같은 장비로 나뉩니다.

• Wafer Probe System (WLP): TSV 및 다이 상태를 웨이퍼 단계에서 검사
• Final Test Handler: 조립 후 패키지 전체를 평가
• System Level Test (SLT): 실제 사용 조건에 가까운 환경에서의 검사
• X-ray/CT 비파괴 장비: 내부 TSV 접합 상태나 Void 여부 확인
• Thermal Imaging/EMI 분석 장비: 발열 및 전자파 간섭 측정
• High-Speed Memory Tester: 대역폭, 오류율(BER) 테스트
  이러한 장비는 제조사의 HBM 수율, 신뢰성, 제품 수명에 직결되며, 공급사 선정은 반도체 기업의 전략적 결정 요소 중 하나입니다.

 

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2. Advantest – 세계 1위 반도체 테스트 장비 기업

Advantest는 일본을 대표하는 테스트 장비 기업으로, DRAM, NAND, SoC에 이르는 모든 메모리 및 논리 반도체 테스트 플랫폼을 제공합니다.

특히 V93000 시리즈는 고속 메모리 인터페이스 테스트에 특화되어 있으며, HBM의 대역폭(1024bit 인터페이스), 고속 스위칭 특성, 낮은 지터 등을 측정할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어를 갖추고 있습니다.

HBM3 및 HBM3 E 대응 설루션도 이미 상용화되었으며, 주요 고객사로는 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론 등이 있습니다.

수익성 키워드: Advantest V93000, 메모리 테스트 장비, HBM3 검사, 고속 메모리 인터페이스, 일본 반도체 장비

 

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3. Teradyne – 북미 반도체 테스트 장비의 강자

Teradyne은 미국의 반도체 테스트 장비 전문업체로, 특히 SoC 및 DRAM 테스터 분야에서 Advantest와 경쟁하고 있습니다.

Teradyne의 UltraFlex 및 Magnum 시리즈는 고속 I/O 메모리, 멀티다이 패키지, HBM과 같은 고대역폭 메모리에 대응하는 기능을 갖추고 있습니다.

Teradyne은 특히 AI 칩 제조사들의 수요 증가에 발맞춰, SLT 및 병렬 테스트 기능을 강화하고 있으며, 이는 HBM 스택형 DRAM의 빠른 양산에 큰 도움이 됩니다.

자동화 시스템과 통합한 검사 라인 구축도 Teradyne의 강점입니다.

수익성 키워드: Teradyne UltraFlex, Magnum 테스터, 병렬 메모리 테스트, SLT 장비, AI 메모리 검사

 

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4. Cohu Inc – 고속 핸들러 및 열 관리 테스트 장비 전문

Cohu는 반도체 후공정 테스트 핸들러 전문 기업으로, HBM 및 고열 칩에 특화된 열 제어 핸들러 시스템을 제공합니다.

특히 HBM은 수많은 TSV 연결과 고속 동작으로 인해 발열이 크기 때문에, 온도 조건 변화에 따라 성능이 달라질 수 있습니다.

Cohu의 Dominator, RedDragon 시리즈는 고정밀 열 프로파일링, 온도 가변 테스트, 저 노이즈 환경 테스트 기능을 제공하여 실제 운용 조건에서의 메모리 안정성을 확인할 수 있게 해 줍니다.

AI 칩과 패키지 일체형 테스트에서 Cohu 장비는 필수적입니다.

수익성 키워드: Cohu 핸들러, 온도 가변 테스트, HBM 발열 분석, 후공정 검사 장비, 열 스트레스 테스트

5. SCREEN Holdings – 웨이퍼 레벨 검사 장비의 정밀도

일본의 SCREEN Holdings는 Wafer Prober 및 전처리 검사 장비 분야에서 강력한 기술력을 보유하고 있습니다.

HBM은 TSV가 적용된 웨이퍼 상태에서 미세한 결함이 생기기 쉬우며, SCREEN의 장비는 이러한 미세 결함을 실시간으로 검사할 수 있는 고정밀 옵티컬 시스템과 AI 기반 자동 결함 인식 기능을 제공합니다.

특히 TSV 불량, Void, Crack, Pattern Shift와 같은 HBM 특유의 결함에 대해 높은 검출률을 보이며, 생산 초기단계에서 불량을 차단할 수 있습니다.

수익성 키워드: 웨이퍼 검사 장비, SCREEN 프로버, HBM TSV 검사, 미세결함 검사, 옵티컬 결함 인식

 

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6. YXLON / Nordson / Nikon – X-ray/CT 기반 비파괴 검사 장비

HBM의 구조는 다층 적층 및 내부 TSV로 구성되어 있기 때문에 육안이나 전기적 신호만으로는 결함 확인이 어렵습니다. 이를 해결하기 위해 사용되는 장비가 바로 X-ray 및 CT(Computed Tomography) 기반 비파괴 검사 장비입니다.

• YXLON은 독일의 X-ray 검사 장비 기업으로, 인터포저, TSV 접합부, 다이간 접촉 영역의 Voiding 및 Delamination을 고해상도로 분석합니다.
• Nordson은 반도체 패키지용 X-ray 이미지 분석, 보이스율 측정 설루션을 제공합니다.
• Nikon Metrology는 HBM 내부 구조를 CT로 분석하여 구조적 안정성과 적층 불균형 여부를 비파괴로 판단합니다.

수익성 키워드: HBM X-ray 검사, CT 검사 장비, 보이드 검출, TSV 비파괴 테스트, Nikon 메트롤로지

7. 국내 장비 기업의 부상 – 테스나, 한미반도체, 고영테크놀로지

국내에서도 HBM 관련 테스트 장비 기술을 확보한 기업들이 주목받고 있습니다.

• 테스나는 SK하이닉스의 DRAM 및 HBM 검사에 일부 참여하고 있으며, AI 테스트 자동화 기능을 강화한 플랫폼을 개발 중입니다.
• 한미반도체는 다이 어태치 및 정렬장비 전문으로, HBM용 인터포저 및 다이 접합 장비에서 경쟁력을 키우고 있습니다.
• 고영테크놀로지는 3D SPI(AOI 검사) 분야에서 강점을 지니며, HBM의 범프 높이 측정, TSV 접합 상태 확인을 위한 비전 시스템을 제공합니다.

이러한 기업들은 소형화, 고정밀, AI 기반 검사 알고리즘을 도입하며 글로벌 시장 확대를 노리고 있습니다.

수익성 키워드: 한미반도체 HBM 장비, 고영테크놀로지 AOI, 테스나 DRAM 검사, 국내 반도체 검사기술

 

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결론

HBM 성공은 검사 장비에서 시작된다.

HBM은 단순한 DRAM이 아니라 수십 개의 TSV와 다이를 적층 한 정밀 구조입니다.

이 구조에서 결함 하나는 전체 모듈의 신뢰성을 무너뜨릴 수 있으므로, 검사 및 테스트 장비의 정밀도와 자동화 수준이 곧 수율과 직결됩니다.

Advantest와 Teradyne 같은 글로벌 테스트 장비 강자 외에도, Cohu, SCREEN, YXLON 등은 각 영역의 특화된 기술을 기반으로 HBM 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

향후 HBM4, HBM-PIM 등 더 복잡한 구조가 등장할수록, 이들 기업의 기술력은 더욱 주목받게 될 것입니다.

고부가가치 메모리의 뒤에서 이를 지탱하는 ‘테스트 산업’은 이제 반도체 핵심 인프라의 일환으로 자리 잡고 있습니다.