AI 반도체 - Semianalysis, ASML 하이브리드 본딩 전략

https://newsletter.semianalysis.com/p/asml-is-building-a-hybrid-bonding

2026.10.16
[ASML Is Building a Hybrid Bonding Tool!]

ASML은 기존의 전통적인 방식과 달리 개별 칩을 트랙 시스템 위의 독립적인 홀더에 태워 이송하고 각 공정 스테이션을 순차적으로 거치게 하는 혁신적인 다이투와이퍼(D2W) 하이브리드 본딩 장비를 개발하고 있다. 이 장비는 정밀한 정렬 정확도와 철저한 오염물질 제어가 필수적인 반도체 패키징 공정에서 ASML이 수십 년간 축적해 온 리소그래피 기술과 노하우를 그대로 활용할 수 있다는 점에서 강력한 경쟁우위를 가질 것으로 전망된다. 궁극적으로 이 신기술은 ASML의 수직 계열화 전략과 고객사와의 결속력을 한층 더 강화하는 동시에, 현재 시장을 주도하고 있는 베시(Besi)와 같은 기존 본딩 장비 업체들의 입지를 크게 위협할 것으로 예상된다.

 

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ASML 하이브리드 본딩 진출: 챕터별 분석

이 글의 핵심은 “ASML이 본더를 하나 더 만든다”가 아니라, 노광에서 축적한 정렬·계측·정밀구동 기술을 본딩에 연결해 3D 집적 공정의 통제 범위를 넓힐 수 있다는 주장입니다. 다만 특허로 확인되는 설계, 실제 장비 성능, 사업화 확정은 구분해야 합니다.

분석 범위와 먼저 짚을 쟁점

• 원문: SemiAnalysis, 「ASML Is Building a Hybrid Bonding Tool!」, 2026년 10월 15일.[1]
• 열람 범위: 공개 본문인 1~4장. 5장 「Open Questions ASML Needs to Solve」는 제목만 확인되며 본문은 유료입니다. 아래에서는 실제 소제목 순서를 따르고, 유료 구간의 내용은 재구성하지 않았습니다.[1]
• 중요한 반대 근거: SemiAnalysis가 인용한 The Elec 보도 말미에는 ASML이 하이브리드 본딩 사업을 추진하지 않는다고 밝혔다는 문장이 있습니다. 따라서 “ASML의 공식 사업 진출 발표”가 아니라 특허와 취재 정황을 바탕으로 한 SemiAnalysis의 판단으로 읽어야 합니다.[3]

구분	확인된 내용	해석의 경계
기술 설계	ASML 명의 특허에 독립 홀더·트랙 기반 본딩 시스템이 존재	제품 완성·출하를 뜻하지 않음
개발 정황	The Elec가 외부 협력사를 통한 아키텍처 개발을 보도	익명 취재원 기반이며 회사 부인도 함께 존재
기존 역량	ASML은 ORION 정렬 센서 기술을 보유	본딩 장비에서 동일 성능이 입증된 것은 아님
시장 전망	SemiAnalysis는 로직 우선 채택과 Besi에 대한 위협을 예상	고객 채택·시장점유율 하락이 확정된 것은 아님

위 구분은 기사·특허·ASML 공식 기술 설명을 대조한 것입니다.[1][2][3][4]

 

1장. ASML is Building a Hybrid Bonder

“왜 ASML의 진입 가능성에 주목하는가?”

① 핵심 내용

기사는 하이브리드 본딩을 W2W와 D2W의 서로 다른 성숙도에서 출발해 설명합니다.[1]

방식	기사에서 설명하는 현황	핵심 과제
W2W: 웨이퍼-웨이퍼	이미지센서·3D NAND에서 양산 활용	웨이퍼 단위 정렬·접합
D2W: 다이-웨이퍼	현재 양산 적용은 로직 중심	다이별 정렬 정확도와 처리량의 동시 확보

기사에 따르면 AMD는 2022년부터 하이브리드 본딩 V-Cache를 출하했고, TSMC SoIC의 접합 피치는 현재 약 6μm, 2029년경 목표는 4.5μm입니다. 이는 기사에 제시된 기술 현황·로드맵이며, 이번 분석에서 TSMC 원문까지 별도로 검증한 값은 아닙니다.[1]

ASML 진입의 근거로는 다음을 제시합니다.

• 2022년 12월~2024년 11월 사이의 본딩 관련 특허군 27개라는 저자 측 집계.
• Prodrive Technologies·VDL ETG와의 장비 개발 정황을 다룬 The Elec 보도.
• 핵심 특허 WO2025201788A1의 트랙 기반 본딩 구조.[1]

특허의 청구항 1은 복수의 공정 스테이션을 연결하는 트랙과 독립적으로 이동하는 기판 홀더를, 청구항 2는 첫 기판이 다이이고 두 번째 기판이 반도체 웨이퍼인 구성을 명시합니다. 따라서 D2W 적용을 포함하는 구체적인 설계가 존재한다는 점은 직접 확인됩니다.[2]

② 기술적 의미

분석: D2W의 난점은 정밀하게 한 번 붙이는 데 그치지 않습니다. 다수의 다이를 반복 처리하면서 정확도·청정도·속도를 함께 유지해야 합니다. 따라서 본딩 헤드 자체의 성능뿐 아니라 전처리부터 정렬·접합까지의 공정 흐름이 경쟁력이 될 수 있습니다.

이 관점에서 ASML의 특허가 중요한 이유는 기존 본더의 정밀도를 개선하는 수준을 넘어, 다이를 운반하고 처리하는 방식 자체를 바꾸려 하기 때문입니다.

③ 근거와 한계

• 근거가 강한 부분: 독립 홀더·트랙 방식의 특허 설계.
• 아직 확인되지 않은 부분: 작동 장비의 완성도, 고객 인증, 양산 처리량, 출시 시점.
• 주의할 수치: 기사의 “현재 적용에서 상한이 웨이퍼당 시간당 1장 수준”이라는 표현은 저자 측 조사입니다. 다이 크기·웨이퍼당 배치 수·공정 포함 범위가 제시되지 않아 D2W 장비 전체의 보편적 성능으로 일반화하기 어렵습니다.[1]

장별 결론: ASML의 기술 탐색은 구체적이지만, 특허가 곧 상용 제품이나 공식 사업 진출을 증명하지는 않습니다.

 

2장. …as Part of its Vertical Integration Initiative

“본더보다 중요한 것은 노광과 본딩의 연결이다”

① 핵심 내용

기사는 ASML의 본딩 진출 가능성을 수직통합 전략의 연장으로 해석합니다. Cymer·HMI·Berliner Glas 인수, 패키징용 XT:260 스캐너, 고객사와의 포토마스크 협력 등을 그 맥락으로 제시합니다.[1]

이 장에서 가장 중요한 사례는 본더와 스캐너의 다이 위치 데이터 공유입니다.

기사의 설명에 따르면 기존에는 접합된 웨이퍼를 노광할 때 다이별 위치를 다시 확인해야 하지만, 제안된 방식에서는 본더가 자신이 배치한 다이의 좌표 정보를 스캐너에 전달합니다. 스캐너는 일부 마크를 확인하고 노광하는 방향입니다.[1]

본더의 배치 좌표 → 스캐너의 위치 확인·보정 → 후속 노광

② 전략적 의미

분석: 이것은 단순히 장비 두 대를 함께 판매하는 전략보다 의미가 큽니다.

경쟁 단위	고객이 평가하는 가치
개별 본더	배치 정확도·처리량·가격
본더와 스캐너의 연계	중복 계측 축소·공정 간 위치 정보 활용
계측·보정까지 통합한 체계	전체 공정 시간과 최종 수율 개선 가능성

본딩 장비가 생성한 정보를 후속 노광에서 활용할 수 있다면, 고객은 본더 단독 성능뿐 아니라 연결된 공정 전체의 성능으로 장비를 평가하게 됩니다. 이는 ASML에 유리한 경쟁 구도를 만들 수 있다는 것이 이 장의 핵심 논리입니다.

③ 왜 HBM보다 첨단 로직이 먼저인가?

SemiAnalysis는 다음 이유로 첨단 로직의 우선 채택을 예상합니다.

• D2W 하이브리드 본딩이 이미 양산에 사용되고 있음.
• 피치 축소로 정렬 요구가 더 엄격해짐.
• 고가 로직 다이는 프리미엄 장비의 비용을 정당화하기 상대적으로 유리함.[1]

반면 HBM의 D2W 하이브리드 본딩 채택은 2029년 이전에는 어렵고, 도입 자체도 확실하지 않다는 것이 저자들의 전망입니다. 이를 업계의 확정 일정으로 읽어서는 안 됩니다.[1]

④ 한계

분석: 데이터 연계의 가치는 타당하지만, 실제 경쟁력은 다음이 입증돼야 판단할 수 있습니다.

• 좌표 공유로 재측정 시간이 얼마나 줄어드는가?
• 공유 좌표가 후속 공정에서도 충분히 정확한가?
• 통합 장비의 가격 상승을 수율·처리량 개선이 상쇄하는가?
• 고객이 다른 공급사 장비와 혼용할 때도 동일한 이점을 얻는가?

장별 결론: 장기적으로 중요한 것은 본더 시장 진입 자체보다 본딩–계측–노광을 연결하는 공정 플랫폼의 확장입니다. 다만 고객 채택이나 경제성은 아직 별도 검증 대상입니다.

 

3장. What’s Unique About the Tool

“다이가 개별 홀더를 타고 공정 라인을 순환한다”

① 기존 방식과의 차이

기사에서 설명하는 차이는 다이를 누가, 언제부터 보유하는가입니다.[1]

항목	기사에서 묘사한 기존 방식	ASML 특허 기반 방식
다이 준비	별도 전처리 후 본딩 헤드가 픽업	캐리어에서 나온 뒤 개별 홀더에 탑재
공정 간 이동	준비된 다이를 최종 배치 위치로 이동	홀더가 트랙을 따라 여러 스테이션 이동
공정 수행	장비 안으로 다이를 전달	센서·헤드가 홀더 위 다이에 접근
최종 배치	본딩 헤드가 수행	홀더·웨이퍼 척의 정밀 상대운동으로 수행

기사에 제시된 흐름은 다음과 같습니다.[1]

다이 탑재 → 검사 → 세정 → 플라스마 활성화 → 표면 형상 계측 → 레벨링 → 조정렬 → 위치 조정 → 미세 정렬 → 본딩 → 빈 홀더 복귀

② 가장 중요한 구분: 운반 정밀도와 접합 정밀도

기사는 SuperTrak 셔틀의 반복정밀도가 약 10μm이며, 본딩에 필요한 50nm 수준을 직접 달성하는 수단은 아니라고 설명합니다.[1]

따라서 구조를 다음처럼 이해해야 합니다.

• 트랙: 공정 간 장거리 운반.
• 홀더·척: 최종 정렬과 접합을 위한 미세 위치 조정.

특허 청구항 8도 트랙의 긴 이동 범위와 홀더의 짧은 이동 범위를 구분하고, 청구항 10은 본딩 시 홀더 또는 상대 기판을 정밀하게 이동하는 구성을 포함합니다.[2]

핵심: “컨베이어로 나노미터 정렬을 한다”가 아니라 운반과 정밀 위치결정을 분리한 구조입니다.

③ 기사가 제시하는 세 가지 이점

첫째, 공정별 가동률 개선.
독립 셔틀을 이용하면 공정 소요시간에 맞춰 스테이션 수를 다르게 구성할 수 있습니다. 기사의 세정 3초·본딩 1.2초 사례는 이러한 부하 분산을 설명하는 예시이지, ASML 장비의 실측 성능표가 아닙니다.[1]

둘째, 부분 증설 가능성.
공간이 허용된다면 전체 장비를 추가하기보다 병목 스테이션을 늘리는 방식으로 용량을 확장할 수 있다는 주장입니다.[1]

셋째, 이종집적 대응.
다이 종류에 따른 공정 레시피를 변경해 여러 종류의 칩렛을 같은 라인에서 처리할 가능성을 제시합니다.[1]

④ 비판적 해석

분석: 구조의 장점은 “공정별 비동기 처리”이지만, 이것이 자동으로 높은 양산 처리량을 보장하지는 않습니다.

• 접합부가 병목이면 세정 스테이션 증설만으로 전체 속도는 개선되지 않습니다.
• 정밀 계측 이후 이동하면서 다이가 미끄러지거나 열적으로 변하면, 앞서 측정한 좌표의 신뢰성이 낮아질 수 있습니다.
• 다이 종류가 달라질 때 필요한 변경은 소프트웨어뿐 아니라 홀더·흡착·열·기계 조건까지 포함할 수 있습니다.

또한 기사는 특허에 SuperTrak이 예시로 언급됐다는 이유로 해당 트랙의 공개 설계를 분석에 사용합니다. SuperTrak 채택이 확정됐다는 뜻은 아닙니다.[1]

장별 결론: 가장 설득력 있는 차별점은 특정 컨베이어 제품이 아니라 독립 운반체를 중심으로 전처리·계측·접합을 통합하는 모듈형 공정 아키텍처입니다.

 

4장. How ASML May Gain an Edge

“노광 기술의 강점을 본딩으로 얼마나 이전할 수 있는가?”

기사는 ASML의 잠재적 우위를 정렬·정밀구동·청정도로 설명합니다.[1]

① 정렬: ORION 계열 기술의 재활용 가능성

다이의 정렬 마크는 CMP와 후속 공정으로 변형될 수 있습니다. 기사는 ASML의 광학 정렬 기술이 이런 마크 변형을 처리해 온 경험을 본딩에 활용할 수 있다고 봅니다.[1]

ASML 공식 설명에서도 ORION은 공정 편차로 기울어진 정렬 마크에 대한 민감도를 낮추기 위해 개발됐으며, 2017년부터 기존 SMASH를 대체한 DUV·EUV 정렬 기술 플랫폼이라고 밝힙니다.[4]

분석: 이 주장은 단순히 “ASML은 정밀하다”보다 구체적입니다. 공정으로 변형된 마크에서 실제 위치를 추정하는 문제가 노광과 본딩에 공통으로 존재한다는 논리입니다.

단, ORION의 본딩 장비 탑재나 본딩 환경에서의 성능은 공개 본문에서 입증되지 않았습니다.

② 정밀구동: 전체 오차 예산을 줄일 가능성

기사가 제시하는 주요 수치는 다음과 같습니다.[1]

수치	원문에서의 의미	혼동하면 안 되는 것
0.9nm	NXT:2100i의 단일 장비 오버레이	ASML 본더의 다이 배치 오차가 아님
40~60nm → 4nm 미만	계측·노광 보정을 통한 접합 후 오버레이 개선	이미 붙은 다이를 물리적으로 다시 정렬한 결과가 아님
50nm	기사에서 제시한 본더의 배치 정확도 요구 수준	ASML 본더의 달성 실적이 아님

원문도 이 값들이 노광 수치이지 본딩 결과가 아니다라고 명시합니다.[1]

분석: ASML이 센서·스테이지 오차를 작게 관리할 수 있다면, 전체 오차 예산에서 다른 요인에 대응할 여유가 생길 수 있습니다. 그러나 최종 접합 오차에는 홀더 위 다이 이동, 열변형, 접촉 과정의 변위 등이 추가됩니다.

따라서 노광 오버레이 성능 → 본더의 최종 접합 성능으로 곧바로 환산할 수 없습니다.

③ 청정도: 축적된 경험과 새로운 오염원의 차이

기사는 EUV 장비에서 축적한 입자 제어 경험을 ASML의 강점으로 봅니다. 동시에 본더의 주요 오염원은 다이싱 잔해와 활성화된 접합면에 붙는 입자 등으로, 스캐너와 다르다는 한계도 인정합니다.[1]

또한 두꺼운 웨이퍼 사이의 1μm 입자 하나가 약 10mm 규모의 미접합 영역을 만들 수 있다는 사례를 인용합니다. 이는 해당 조건의 사례이며 모든 다이 두께·접합 조건에 그대로 적용되는 보편 상수는 아닙니다.[1]

분석: 여기서 경쟁력은 단순한 “깨끗한 챔버”가 아니라 다음의 연속 관리에 달려 있습니다.

• 세정 후 접합까지의 재오염 방지.
• 홀더 반복 사용 시 오염 축적 관리.
• 이동부와 접합면 사이의 오염 경로 차단.
• 활성화된 표면 상태의 유지.

④ 공급망의 의미

Prodrive Technologies와 VDL ETG는 ASML의 기존 정밀구동·기계구조 공급망과 연결된 기업들입니다. 다만 The Elec의 표현은 잠재적 협력사이며, 확정 공급계약을 공개한 것은 아닙니다.[3]

장별 결론: ASML의 강점은 정렬 센서 하나보다 센서·스테이지·계측·청정도를 결합하는 시스템 엔지니어링 경험에 있습니다. 그러나 본딩 특유의 접촉·오염·수율 문제까지 해결했다는 증거는 아직 아닙니다.

 

5장. Open Questions ASML Needs to Solve

“유료 구간: 본문 분석 불가, 공개 예고만 확인”

이 장은 제목만 확인되며 본문을 열람하지 못했습니다. 따라서 저자들의 상세 논증이나 해결책은 분석할 수 없습니다.[1]

다만 공개 서두에서 저자들이 예고한 과제는 다음과 같습니다.[1]

공개적으로 예고한 과제	기술적으로 확인해야 할 질문 — 분석자 해석
피드포워드 계측	앞 공정의 측정값이 접합 순간까지 유효한가?
다이–웨이퍼 접촉	최초 접촉과 접합 진행 중 위치 변화는 어떻게 제어하는가?
비본딩 공정 장비의 변경	홀더 위 다이를 처리하도록 세정·활성화·계측 장비를 통합할 수 있는가?
전체 루프의 청정도	반복 순환과 이동 과정에서 오염을 억제할 수 있는가?

분석: 이 과제들은 별개가 아닙니다. 빠르게 이동하면 처리량에는 유리할 수 있지만 진동·위치 변화·입자 관리 부담이 커질 수 있고, 측정을 늘리면 정확도에는 유리하지만 시간이 늘어납니다. 결국 중요한 검증은 정확도·처리량·청정도를 동시에 만족하는가입니다.

 

Besi와 한국 장비업체에 대한 함의

다음은 공개 서두에 나온 전망의 분석이며, 유료 구간의 경쟁 분석을 읽고 요약한 것은 아닙니다.

Besi: 현재 시장과 미래 기대가 함께 압박받는다는 논리

기사의 논리는 두 갈래입니다.

1. 현재 시장: Besi의 하이브리드 본딩 사업은 TSMC·Intel 중심의 로직 수요에 집중돼 있는데, ASML은 이 고객들과 오랜 관계와 정렬 기술을 갖고 있다는 주장.

1. 미래 시장: HBM 채택이 늦어지고 한국 경쟁사들이 추격하면, 향후 성장 기대도 약해질 수 있다는 전망.[1]

분석: 경쟁 위험은 타당한 검토 대상이지만, 이것만으로 Besi의 우위가 사라진다고 결론내릴 수는 없습니다. 기사는 Besi가 D2W 양산 공급을 선도한다고 설명하는 반면, ASML의 양산 인증·출하 시점·가격·실측 수율은 제시하지 않습니다.[1]

따라서 현재 판단은 “Besi의 시장지위 붕괴”가 아니라 “향후 경쟁과 성장 가정의 불확실성 증가”가 적절합니다.

한국 업체: 시장 진입 여지와 경쟁 기준 변화

분석자 해석: 한국 업체에 중요한 질문은 단순히 “ASML보다 헤드를 정밀하게 만들 수 있는가”가 아닙니다.

• 고객 공정에서 검증된 수율과 가동률을 확보하는가?
• 전처리·계측·본딩을 연결할 수 있는가?
• 공정 좌표와 보정 데이터를 후속 장비에 전달할 수 있는가?
• 통합형 경쟁 장비 대비 고객의 전체 비용을 줄일 수 있는가?

기사의 시나리오가 현실화된다면 경쟁 기준은 개별 본더 사양에서 공정 통합 성능으로 이동할 가능성이 있습니다. 이는 전망이지 현재 확정된 시장 구조는 아닙니다.

 

종합 평가

평가 항목	판단
특허 기반 기술 분석	독립 홀더·트랙·정밀 상대운동이라는 구체적 설계 근거가 있음
ASML 강점의 이전 논리	정렬·계측·구동 분야는 설득력이 있으나 본딩 실증과 구분 필요
사업화 확정성	회사의 공식 진출 발표가 아니며, 인용 보도에는 부인도 존재
Besi 영향	경쟁 위협의 방향은 설명되지만 매출·점유율 영향의 크기는 미검증
HBM 도입 시점	저자 전망이며 산업계 확정 일정으로 사용하면 안 됨

결론적으로 이 글은 완성된 장비의 성능 보고서가 아니라, 특허로 드러난 설계와 ASML의 기존 역량을 연결한 기술·산업 전략 분석입니다. 가장 가치 있는 통찰은 “본딩 장비가 노광·계측과 연결되면서 경쟁의 단위가 달라질 수 있다”는 점입니다. 가장 큰 불확실성은 그 구조가 실제 양산에서 수율·처리량·비용 우위를 동시에 입증할 수 있는가입니다.

출처

[1] https://newsletter.semianalysis.com/p/asml-is-building-a-hybrid-bonding
[2] https://patents.google.com/patent/WO2025201788A1/en
[3] https://www.thelec.net/news/articleView.html?idxno=5864
[4] https://www.asml.com/en/company/stories/2021/fellow-simon-mathijssen-aligning-lithography-nanometer