もしくは総称型関数を包むクラスを定義するとか。

abstract class F[+T] {
def f[U >: T](x:U) : List[U]
}
case class HogeImp3[+T](F:F[T]) extends Hoge[T] {
def twice[U >: T](x: U): List[U] = F.f(x)
}
val x3 = new HogeImp3[Int](new F[Int] { def f[U >: Int](x:U) = List(x,x) })