- SK하이닉스, 업계 최초 4세대 HBM 출시
- 美 마이크론·日 키옥시아 등 후발주자

[디지털데일리 김도현 기자] 국내 반도체 기업이 프리미엄 메모리 시장까지 주도하고 있다. 해외 경쟁사 대비 1~2세대 앞선 제품을 내놓으면서 메모리 강국 지위를 다지는 분위기다.

15일 업계에 따르면 삼성전자는 차세대 고대역폭 메모리(HBM:High Bandwidth Memory) 생산을 앞두고 있다.

HBM은 여러 개 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 대폭 끌어올린 고성능 제품이다.

구체적으로는 일반 종이두께(100μm) 절반 수준으로 깎은 D램에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 상층과 하층의 구멍을 수직 관통하는 전극으로 연결하는 TSV(Through Silicon Via) 기술을 적용한다. 임시저장장치인 버퍼 칩 위에 여러 개의 D램을 적층하는 방식이다.

HBM은 인공지능(AI), 슈퍼컴퓨터, 고성능 서버 등에 쓰인다. 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3) 순으로 개발되고 있다. 지난 9일 SK하이닉스는 HBM3 양산에 돌입했다고 밝혔다. 세계 최초 성과다. 4세대는 풀HD(초고화질) 영화 163편을 1초에 전송하며 최대 819초당기가바이트(GB/s) 속도를 구현한다.

SK하이닉스 관계자는 “작년 10월 처음으로 HBM3을 개발한 데 이어 7개월 만에 고객에 공급하며 시장 주도권을 잡게 됐다”고 설명했다. 고객사 윤곽도 드러났다. 그래픽처리장치(GPU) 1위 회사 엔비디아는 최근 SK하이닉스 HBM3 샘플 성능평가를 마쳤다. 오는 3분기 출시 예정인 ‘H100’에 해당 제품을 결합하기로 했다. H100은 가속컴퓨팅용 GPU 차기작이다.
SK하이닉스에 이어 삼성전자도 신모델을 선보일 계획이다. HBM3 ‘아이스볼트’가 대상이다. 삼성전자는 HBM 세대마다 브랜드명을 붙이고 있다. 전작은 HBM2E ‘플래시볼트’였다.

삼성전자는 아이스볼트에 대해 12단 적층으로 집적도를 높인 고대역폭 D램이라고 소개했다. 10나노미터(nm)대 공정으로 제작된 16기가비트(Gb) D램 다이를 12개 적층한 것이다. 플래시볼트 대비 1.8배 빠르고 24GB 용량을 갖췄다. 전력효율은 10% 이상 개선됐다.

아울러 삼성전자는 HBM2 ‘아쿠아볼트’와 PIM(Processing-in-Memory)을 결합한 HBM-PIM을 개발하기도 했다. PIM은 메모리 내부에 연산 기능 프로세서를 탑재한 제품이다.

반도체 업계에서는 HBM3 시장이 내년부터 개화할 것으로 보고 있다. SK하이닉스와 삼성전자는 고객사 수요에 맞춰 생산량 등을 조절할 방침이다.

한편 미국 마이크론은 지난 2020년부터 HBM2 개발에 뛰어들었다. 국내 기업 대비 1~2세대 늦은 수준이다. 일본 키옥시아 등은 더 뒤처진 것으로 전해진다. 한국 메모리는 HBM 분야에서도 당분간 독점적 지위를 유지할 가능성이 크다.