삼성전자가 6세대 고대역폭메모리(HBM)인 HBM4의 생산준비승인(PRA)을 마친 건 사실상 엔비디아에 대한 공급이 임박한 것으로 보인다. 고객사와의 품질 테스트 등에서 진척이 이뤄지고 있기 때문에 PRA를 통과한 것이라는 설명이다.

SK하이닉스가 올해 11월 엔비디아에 공급을 시작했기 때문에 삼성전자가 내년 초에 공급한다면 격차를 크게 좁힐 수 있다. 벌써부터 시장에서는 다음 7세대 제품인 HBM4E에 대한 경쟁이 가속화하는 모습이다.
3일 독일 하드웨어 전문 매체 하드웨어럭스는 대만 TSMC가 지난주 네덜란드 암스테르담에서 열린 자체 콘퍼런스에서 릴게임뜻 HBM4E의 베이스다이를 직접 만들 것이라고 밝혔다고 보도했다. TSMC는 HBM4E를 맞춤형 HBM이라는 의미로 ‘C-HBM4E’로 이름 붙이고 맞춤형 HBM 시장의 주도권을 잡겠다는 계획을 공식화했다. 또 파운드리 첨단 공정인 N3P에서 베이스다이를 생산해 성능을 크게 높이겠다고 밝혔다.
TSMC는 이미 SK하이닉스와 협력해 HBM4 사아다쿨 용 베이스다이를 만들고 있는데 HBM4E에서 지배력을 더 높이려는 모습이다. 여기에는 고성장하는 HBM 시장을 놓칠 수 없다는 판단이 깔려 있다.
베이스다이는 D램을 적층한 반도체인 HBM과 그래픽처리장치(GPU) 사이에 위치한다. 일반적인 D램 공정이 아니라 파운드리에서 만드는 로직 반도체 공정을 통해 제작하는 것이 특징이다.
릴게임 베이스다이가 중요해진 것은 HBM4E가 지금까지 만들어진 HBM과는 차원이 다른 기술적 난도를 갖는 제품이기 때문이다. 2027년 출시 예정인 엔비디아의 베라 루빈 울트라에 처음 탑재될 예정인 HBM4E는 기존 HBM보다 핀 수가 2048개로 훨씬 많다. GPU와 데이터를 주고받는 회로가 늘어난다는 의미다. 대역폭과 전력 효율도 엔비디아 요구에 따 바다이야기5만 라 대폭 향상돼야 하는 것으로 알려져 있다.
삼성전자는 HBM4E에서 SK하이닉스를 단숨에 따라잡겠다는 계획을 갖고 있다. SK하이닉스·마이크론과 달리 자체적인 파운드리를 보유해 첨단 공정에서 베이스다이를 만들 수 있기 때문이다. 메모리, 팹리스(로직 반도체), 파운드리를 모두 한 회사에서 만들 수 있는 삼성전자의 경쟁력이 십분 발휘될 것 릴게임손오공 으로 기대를 모은다.



삼성전자 서초동 사옥. [매경DB]



하지만 TSMC가 첨단 공정을 베이스다이 제조에 사용하고 이 시장에서 영향력을 키우면 삼성전자의 우위가 다소 약해질 수 있다는 분석도 나온다.

SK하이닉스 외에 마이크론이 TSMC와 손잡고 HBM4E를 만들 예정이어서 사실상 삼성과 TSMC 연합군의 대결 구도로 흘러가는 모습이다.
HBM4E 시장에서 또 하나의 중요한 변수는 하이브리드 본딩이다. 여러 장의 D램을 쌓는 HBM은 장수가 올라갈수록 기술 난도가 높아지는데 12단을 쌓는 HBM4까지는 TC 본더라는 장비가 사용됐다. TC 본더는 일종의 ‘접착제(범프)’를 사용해 D램을 쌓는 장비인 데 반해 하이브리드 본더는 범프가 없어도 D램을 쌓을 수 있어 16단 이상부터는 하이브리드 본더가 필요할 것으로 예상된다.
특히 HBM4E에서 엔비디아가 요구하는 높은 사양을 맞추기 위해서는 16단 이상을 쌓아야 한다는 전망이 나온다. 실제로 삼성전자와 SK하이닉스 모두 HBM4E에서는 하이브리드 본딩 기술 도입을 검토하고 있다.
중요한 점은 이처럼 범프가 없는 하이브리드 본딩 방식으로 가면 HBM을 제조하는 메모리 3사 사이에 각자 가지고 있던 적층 분야 기술력 차이가 사라지고 원점에서 다시 시작하게 된다는 점이다.
하이브리드 본더로 D램을 16단으로 쌓는다고 해도 수율을 높이는 것이 관건이다. 새롭게 도입하는 장비와 공정인 만큼 낮은 수율에서 시작할 것이기 때문이다. 고객이 요구하는 성능을 맞추면서도 수율을 높여야 하는 매우 어려운 문제를 해결해야 한다.
SK하이닉스에서 일했던 한 직원은 “하이브리드 본더는 HBM 시장 판도를 다시 짜는 계기가 될 것”이라며 “여기서 앞서 나가는 기업이 향후 HBM 시장도 계속 주도하게 될 것”이라고 설명했다.
반도체 장비 업체들도 많은 하이브리드 본더를 공개하면서 HBM4E가 가져올 시장 변화에 주목하고 있다. 미국 어플라이드머티어리얼즈는 네덜란드 기업 베시와 손잡고 하이브리드 본더를 최근 국내에서 공개했다. 싱가포르 장비 기업 ASMPT도 하이브리드 본더를 만들었고 국내 기업 중에는 한화세미텍과 LG전자, 한미반도체가 하이브리드 본더를 개발하고 있다. 하지만 기술 난도가 높아 HBM4E에서 기존 TC 본더가 계속 사용될 것이라는 관측도 나온다.
이날 아마존웹서비스(AWS)는 자사의 최신 맞춤형 인공지능(AI) 반도체(ASIC)인 ‘트레이니움3’를 공개했다. 트레이니움3에는 이전 세대에 탑재된 96GB HBM 대비 50% 증가한 144GB HBM3E가 탑재돼 한국 메모리 반도체 기업의 수혜가 예상된다. AWS에 가장 많은 HBM을 공급하는 기업은 SK하이닉스인 것으로 알려져 있다. 기자 admin@119sh.info