[디지털데일리 김문기 기자] “HBM(고대역폭메모리)는 오는 2025년까지 연평균 성장률 40%를 기록할 것으로 예상된다. 현재 SK하이닉스는 올해 HBM3E를, 2026년에는 3배 더 강화된 HBM4를 내놓을 계획이다.”

김춘환 SK하이닉스 부사장은 31일 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 세미콘 코리아 2024에서 기조연설자로 나서 SK하이닉스의 메모리 로드맵과 향후 메모리 한계 극복을 위한 기술, 새로운 혁신을 위한 키 테크놀로지에 대해 발표했다.

현재 시장 상황과 관련해 김 부사장은 “메모리 산업 성장의 트렌드에 비춰 성장률을 살펴보면 시장 예측을 뛰어넘는 상승과 하락을 겪었으며, 2023년 다운시기를 맞이하면서 메모리 업계는 힘든 때를 보냈다”라며, “올해는 반도체 수요가 증가함에 따라 고객의 요구에 맞는 메모리를 만들기 위해 치열한 생존경쟁에 나선 상태다”라고 진단했다.

김 부사장의 기조연설을 관통하는 키워드는 ‘개발 초기부터 전방위적 협업’으로 요약된다. 모든 개발 로드맵에서 개발 단계 상 협업을 강조했다. 향후 AI 시대를 펼치기 위해서는 더 강력한 생태계가 구축돼야 한다는 지적이다.

그는 “메모리 제조사는 메모리 기술혁신이 필요하며, 고객에 차별화된 가치를 제공하는 제품군을 출시하기 위해서는 제품 초기 개발 단계에서부터의 파트너사와 협력이 중요하다”라며, “향후 커스터마이징된 제품이 늘어날 것”이라 전망했다.

또한 프로세싱 인 메모리(PIM)와 CXL은 계속해서 성장할 것이며, 최근 부상하고 있는 온 디바이스 AI의 영향으로 인해 현재보다 2배 이상의 메모리 용량 증가가 필요하다고 말했다. 생성형 AI를 이루는 데이터는 2025년 발생될 전체 데이터의 10% 비중을 차지할 정도로 증가한다.

김 부사장은 메모리 개발과 관련해 “현재 메모리 공정이 1C급을 연구개발할 정도로 나아가고 있으나 이후 극심한 기술 한계에 직면하게 될 것”이라고 설명했다.

이어, “2D 연장은 기존 인프라를 동일하게 쓰기는 하나 물리적인 한계가 있으며, 버티컬은 연장이 일부 가능하기는 하나 새로운 기술이 필요하다. 3D 방식은 연장성이 뛰어나기는 하지만 새로운 장비와 소재, 연구가 필요함에 따라 급격한 투자비 상승이 부담되기 때문에 전략에 따라 D램 생산기술개발에 나서야 하며, 결국 판세가 뒤바뀌는 결과를 가져올 것”이라고 말했다.

또한 “연구개발 초기 단계에서 더블패터닝이 불가피하나 생산비용이 급격하게 증가함에 따라 High-NA EUV 공정 개발이 필요하다”라며, “기존 해상력을 뛰어넘어 경제성을 더 올려줄 것”이라고 덧붙였다.

새로운 혁신을 위한 핵심 기술로는 스케일링과 스태킹 기술을 뛰어넘는 혁신 기술로 ‘헤테로지니어스 인터그레이션’이 필요하다고 강조했다. 또한 차세대 HBM과 D램, 낸드의 기반을 이룰 ‘하이브리드 본딩’ 역시 게임체인저가 될 수 있을 것으로 예상했다. SK하이닉스 역시 3D 낸드 400단급 구현에 웨이퍼 본딩 기술을 도입하는 차세대 플랫폼을 개발하고 있다고 밝혔다.

결과적으로 이같은 메모리 기술 한계는 개발 초기부터의 협력 관계에서 극복될 것이며, 이는 원패키지 시대라는 트렌드를 형성할 것이라 전망했다. 메모리 제조사는 원패키지 시대의 핵심으로 부상할 것이라 단언하기도 했다.

김 부사장은 “현재 기술적 난제를 해결하기 위해서는 전방위적인 협력이 필요한데, 과거에는 소재, 장비, 학계, 연구계 협력 이뤄졌다”라며, “앞으로는 메모리 기술 진화로 인해 소프트웨어, 팹리스, 패키징, 장비, 소재 기업들과의 연계와 파트너십으로 보다 확장해야 한다”고 강조했다.

이어, "SK하이닉스는 오픈리서치플랫폼 구축해 외부와의 파트너십을 바탕으로 한 미래 반도체 개발에 나서고 있다”라며, “팹리스가 메모리 제조 기술을 활용할 수도 있으며, 관련 기업들과 학계, 연구계 등과 경계없는 파트너십을 구축할 수도 있다”고 말했다.

더불어 “이들이 연계공정개발에 참여해 프로세스 모듈 협업이 가능해진다면, 메모리 제조사 역시도 신규 개발 및 양상 일정을 앞당기는 긍정적 효과를 가져오게 될 것”이라 희망했다.

한편, ‘세미콘 코리아 2024’는 오는 2월 2일까지 열린다. ‘경계를 넘어선 혁신(Innovation Beyond Boundaries)’을 주제로 SK하이닉스와 삼성전자, 한미반도체, ASML, 도쿄일렉트론 등 세계 유수의 반도체 소재, 부품, 장비 업체들이 한 자리에 모인다.