HBM 테스트

 

• KGD(Known Good Die) Wafer Test
  • 스팩을 쌓기 전, 각각의 DRAM 다이가 완벽한지 검사함 
  • 고속 ATE를 사용하여 셀의 동작, 데이터 전송 속도, 전력 소모를 전수 조사 
    • Advantest , T5835/T5835SE : 현재 HBM3e 웨이퍼 테스트의 Industry Standard입니다. 최대 5.4Gbps 이상의 전송 속도를 지원하며, HBM 특유의 1,024개 비트를 동시에 핸들링할 수 있는 고밀도 핀 구성이 강점입니다.
    • Advantest, V93000 Exa Scale: 원래 SoC(시스템 온 칩)용 장비이지만, HBM4부터 Logic Die를 파운드리 공정으로 제작하면서 이 장비의 수요가 급증했습니다. NVIDIA가 설계한 로직 다이의 복잡한 연산 기능을 테스트할 때 사용됩니다.
    • Teradyne, Magnum Epic: 테라다인의 메모리 전용 라인업 중 최상위 모델입니다. 수천 개의 다이를 병렬로 테스트하는 Massive Parallel Test에 최적화되어 있으며, HBM의 KGD(Known Good Die) 검사에서 아드반테스트와 치열하게 경쟁합니다.
    • Teradyne, UltraFLEXplus: 로직 테스트 장비의 끝판왕급입니다. HBM4의 커스텀 로직 다이 검증이나, GPU와 메모리가 결합된 칩렛(Chiplet) 상태의 웨이퍼 테스트에 주로 투입됩니다.
  • HBM용 DRAM은 일반 DRAM보다 훨씬 많은 프로브 핀(Probe Pin) 접촉이 필요하며, 미세한 범프(Bump)가 손상되지 않도록 하는 것이 기술입니다
• Logic Base Die Test
  • HBM의 '두뇌' 역할을 하는 최하단 로직 다이를 테스트합니다.
  • DRAM 층과 GPU 사이의 통신을 제어하는 로직 회로와 PHY의 정합성을 확인합니다.
  • 특히 HBM4부터는 NVIDIA가 직접 설계한 3nm/5nm 로직 다이가 들어가므로, 단순 메모리 테스트가 아닌 SoC(System on Chip) 수준의 로직 테스트가 수행됩니다
  • 사용 ATE 장비 
    • Advantest - V93000 (Exa Scale)
    • Teradyne - UltraFLEXplus
• Interconnect & TSV Test (Post-Stacking)
  • 다이를 수직으로 쌓은 직후, 층간 연결이 제대로 되었는지 확인하는 가장 까다로운 단계입니다.
  • 수천 개의 TSV(실리콘 관통 전극)와 마이크로범프가 전기적으로 잘 연결되었는지, Short나 Open은 없는지 찾아냅니다.
  • 물리적으로 찍어볼 수 없는 내부 핀들을 테스트하기 위해 IEEE 1500 표준 기반의 Boundary Scan 기술을 사용합니다. 소프트웨어적으로 패킷을 흘려보내 각 층의 연결 상태를 가상으로 확인합니다.
  • ATE(전기적 인터커넥트 검증) 장비
    • Teradyne (테라다인) - Magnum 7H
      • HBM 전용 유니버설 플랫폼으로, 적층된 상태(Pre-singulated) 및 개별 패키지 상태의 HBM을 모두 지원합니다.
      • Logic Vector Memory(LVM)와 APG(Algorithmic Pattern Generator)를 탑재하여, TSV를 통해 각 층의 DRAM 다이에 접근하는 복잡한 경로를 실시간으로 테스트합니다.
      • 데이터 전송 시 발생하는 에러를 캡처하는 FLSTM(Fail List Streaming) 기능을 통해 수천 개의 TSV 중 어떤 비트에서 연결 불량이 발생했는지 즉시 찾아냅니다.
    • Advantest (아드반테스트) - T5835 / T5851
      • T5835: 현재 HBM3e/HBM4 테스트의 업계 표준(Industry Standard)입니다.
      • EEE 1500 기반의 Boundary Scan 테스트를 지원하여, 물리적 핀 접촉 없이도 적층된 층간 인터커넥트의 Open/Short 상태를 검사합니다.
      • 수천 개의 테스트 사이트를 동시에 돌리는 병렬 테스트 효율이 뛰어나며, HBM 특유의 Wide I/O 인터페이스를 완벽하게 에뮬레이션합니다.
  • 물리적 검사 및 계측 장비
    • 전기적 신호만으로는 알 수 없는 범프의 정렬(Alignment)이나 내부 크랙을 잡아내는 장비들입니다.
    • Onto Innovation (온토 이노베이션) - Dragon / JetStep
      •  광음향(Opto-acoustic) 기술을 이용해 미세한 보이드를 찾아냅니다. 적층 후 내부 범프가 제대로 녹아 붙었는지 확인하는 데 필수적입니다.
    • KLA / Camtek (캠텍) - Eagle / Condor
      • 3D 광학 검사 장비로, 적층 전후의 범프 높이 균일도(Co-planarity)와 다이 간 정렬 상태를 서브 미크론 단위로 측정합니다.
  • 프로브 카드 (Probe Card)
    • FormFactor (폼팩터) / Technoprobe (테크노프로브)
      • HBM의 수천 개 마이크로범프에 동시 접촉하기 위해 MEMS 기술이 적용된 초정밀 프로브 카드를 공급합니다.
      • DxCal 지원: 테라다인 Magnum 7H의 경우, 고객 전용 프로브 카드와 테스터 사이의 신호 오차를 보정하는 DxCal 보드를 통해 테스트 정밀도를 극대화합니다.
• Final Package Test (Component Level)
  • 패키징이 완료된 최종 HBM 제품의 성능과 신뢰성을 검증합니다.
  • 실제 사양(HBM3e의 경우 1.2TB/s 등)의 대역폭이 나오는지, 고온/저온 환경에서 안정적인지 확인합니다.
  • Burn-in Test를 통해 초기 불량을 걸러내고, 고속 신호 무결성(SI) 및 전력 무결성(PI) 테스트를 수행합니다. 1,024비트 채널 전체가 동기화되어 동작하는지 엄격히 따집니다.
  • 장비
    • Advantest (아드반테스트) - T5835 / T5801
      • T5835: 현재 HBM3e/4 패키지 테스트의 주력 장비입니다. 최대 5.4Gbps의 속도를 지원하며, 패키지 테스트 시 최대 768개의 장치를 동시에 테스트할 수 있는 막강한 병렬 처리 능력을 갖췄습니다.
      • T5801: 2026년에 본격 도입되는 차세대 테스터로, HBM4 및 GDDR7과 같은 초고속 메모리를 타겟팅합니다. 더 정밀한 타이밍 제어와 전력 공급(PPS) 능력을 통해 고집적 패키지의 안정성을 검증합니다.
    • Teradyne (테라다인) - Magnum EPIC SSV
      • 양산용 패키지 테스트 시스템으로, 최대 7Gbps의 전송 속도와 18,432개 이상의 디지털 채널을 제공합니다.
      • NDT(Near DUT Test) 기술을 사용하여 테스터와 칩 사이의 거리를 최소화함으로써 신호 무결성(SI)을 극대화하고 전송 지연을 줄입니다.
• SLT (System Level Test) & 성능 검증
  • 실제 GPU(H100, B200 등)와 유사한 환경이나 셋업에서 수행하는 최종 관문입니다.
  • 실제 워크로드(AI 학습/추론 패턴)를 돌렸을 때 발생하는 발열과 성능 저하를 체크합니다.
  • 고객사(NVIDIA 등)가 요구하는 특수 테스트 패턴을 돌리며, 메모리 컨트롤러와의 호환성을 최종 확인합니다.
  • 장비 :

제조사	주요 모델	특징 및 용도
Advantest (아드반테스트)	7038 Platform (SST/STR)	High Parallelism SLT & Burn-in. 대규모 병렬 테스트가 가능한 플랫폼으로, HBM의 신뢰성 검증과 시스템 레벨 테스트를 동시에 수행합니다.
Advantest (아드반테스트)	V93000 (Exa Scale/Link Scale)	HBM4 로직 다이 및 SiP 검증. 차세대 HBM4의 베이스 다이(Logic Die)와 전체 패키지의 시스템 레벨 정합성을 테스트하는 SoC급 플랫폼입니다.
Teradyne (테라다인)	Magnum 7H	HBM 전용 초고속 테스트. 'Near DUT Test' 기술을 적용하여 장비와 칩 사이의 거리를 최소화함으로써 HBM의 초고속 신호 무결성(SI)을 극대화합니다.
AEM (에이이엠)	Modular SLT Cells	Active Thermal Control(ATC) 특화. HBM의 극심한 발열을 제어하면서 대량의 칩을 동시에 테스트할 수 있는 고밀도 시스템 레벨 테스트 셀을 제공합니다.
SK하이닉스 (자체/협력)	Mounting Tester (HBM4 SiP)	HBM4 전용 시스템 레벨 검증. HBM4가 GPU/CPU와 결합되었을 때의 성능을 확인하는 장비로, 최근 협력사와 공동 개발하여 내부 인증을 마쳤습니다.
Techwing (테크윙)	Cube Prober / HBM Handler	HBM 수율 최적화. 핸들러 세계 1위 기술력을 바탕으로 고적층 HBM 패키지를 안정적으로 이송하며 테스트 환경(온도 등)을 조성하는 핵심 장비입니다.
Exicon (엑시콘)	CXL/HBM Tester	차세대 인터페이스 검증. CXL 및 HBM과 같은 고대역폭 메모리의 프로토콜 및 시스템 성능을 검증하는 장비를 국산화하여 공급 중입니다. HBM용 CLT: 2026년 상반기 검증을 거쳐 하반기 공급을 목표로 하고 있습니다. CXL 3.1 테스터: CXL 3.1 테스터는 이미 개발이 완료된 상태이며, 고객사의 양산 시점에 맞춰 적용 시점을 조율 중입니다.