HBM4 글로벌 경쟁 본격화

SK, 공정기술 추가 적용해 장점 확보
삼성, 집적도와 속도 높인 샘플 출하차세대 고대역폭메모리(HBM4)를 둘러싼 글로벌 경쟁이 본격화된다. SK하이닉스가 세계 최초로 6세대인 HBM4 양산 체제를 구축한 가운데 삼성전자는 초미세 공정을 앞세워 반전을 노린다.

14일 업계에 따르면 SK하이닉스는 2013년 세계 최초로 HBM을 개발한 뒤 칩을 세로로 뚫어 전기적으로 연결하는 실리콘관통전극(TSV) 패키징 기술을 무기로 시장을 주도해왔다. 이번 HBM4 양산 체제에선 공정기술(어드밴스드 MR-MUF)을 추가 적용해 마치 레고 블록을 쌓듯 여러 층으로 적층하면서도 열을 효과적으로 분산시키는 장점을 확보했다. 새 제품은 HBM3E(5세대) 대비 대역폭을 2배로 확대하고 전력 효율을 40% 이상 높였으며, 동작 속도도 10Gbps(초당 10기가비트)를 넘어 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 기준인 8Gbps를 웃돈다. 김광진 한화투자증권 연구원은 “SK하이닉스가 가장 먼저 엔비디아의 샘플 검증을 마칠 가능성이 크다”며 “속도 조건 상향에 따라 고객 신뢰를 확보하는 데 유리하다”고 평가했다.

삼성전자는 기술 차별화를 통한 반격에 나섰다. HBM4 제품을 개발해 지난 7월 글로벌 고객사에 샘플을 출하했으며, D램과 로직(연산 담당 칩) 모두에 10㎚(나노미터·10억분의 1m)급 6세대(1c) 공정과 자사 4나노미터 파운드리 공정을 적용했다. 이는 업계에서 유일한 사례다. 이로써 집적도와 속도를 동시에 높이고 전력 소모를 줄여 기존 약점을 보완했다. 실제 삼성전자 제품의 데이터 처리 속도는 최대 11Gbps 수준으로 알려졌다. 박유악 키움증권 연구원은 “삼성전자가 수율 안정에 성공하면 내년 엔비디아 차세대 그래픽처리장치(GPU) ‘루빈’에서 점유율을 30%까지 끌어올릴 수 있다”며 “올해 HBM3E에서 지적됐던 발열 문제도 개선된 것으로 보인다”고 설명했다.

중국 업체들은 기술과 고객사 확보 모두 한계가 뚜렷하고, 미국 마이크론도 HBM4 양산에 난항을 겪는 상황이다. 업계 관계자는 “SK하이닉스는 안정적 양산 역량으로, 삼성전자는 초미세 공정 혁신으로 각자 강점을 발휘하고 있다”며 “두 회사의 경쟁 구도 자체가 한국 반도체 산업 전반의 위상 강화로 이어질 것”이라고 말했다.