[매일산업뉴스]SK하이닉스가 고대역폭 메모리(HBM) 5세대인 HBM3E(24GB 8단) D램을 가장 먼저 엔비디아에 납품한다. 이에 맞서 삼성전자는 HBM3E 12단을 올 상반기 양산한다는 계획이다.

HBM3에 이어 HBM3E도 세계 최초로 대규모 양산에 돌입하며 HBM 시장 주도권을 굳힌다는 계획이다.

SK하이닉스는 초고성능 AI용 메모리 신제품인 HBM3E를 세계 최초로 양산해 이달 말부터 제품 공급을 시작한다고 19일 밝혔다. 

이는 회사가 지난해 8월 HBM3E 개발을 알린 지 7개월 만에 이룬 성과다.

HBM(High Bandwidth Memory)는 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품이다. HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E) 순으로 개발됐다. HBM3E는 HBM3의 확장(Extended) 버전이다.

SK하이닉스는 “HBM3에 이어 현존 D램 최고 성능이 구현된 HBM3E 역시 가장 먼저 고객에 공급하게 됐다”며 “HBM3E 양산도 성공적으로 진행해 AI 메모리 시장에서의 경쟁우위를 이어 가겠다”고 밝혔다.

앞서 마이크론이 지난달 26일(현지시간) 올해 2분기 출시 예정인 엔비디아의 H200 그래픽처리장치(GPU)에 탑재될 HBM3E(24GB 8단) 양산을 시작했다고 발표한 바 있으나, 실제 납품을 위한 대량 양산은 SK하이닉스가 처음인 것으로 알려졌다.

엄청난 양의 데이터를 빠르게 처리해야 하는 AI 시스템을 구현하기 위해서는 수많은 AI 프로세서와 메모리를 다중 연결(Multi-connection)하는 식으로 반도체 패키지가 구성돼야 한다. 따라서 AI에 투자를 늘리고 있는 글로벌 빅테크 기업들은 AI 반도체 성능에 대한 요구 수준을 계속 높여가고 있으며, HBM3E는 이를 충족시켜줄 현존 최적의 제품이 될 것으로 SK하이닉스는 기대하고 있다.

HBM3E는 속도와 발열 제어 등 AI 메모리에 요구되는 모든 부문에서 세계 최고 성능을 갖췄다고 회사는 강조했다. 

SK하이닉스가 선보인 HBM3E는 초당 최대 1.18TB(테라바이트)의 데이터를 처리한다. 이는 FHD(Full-HD)급 영화(5GB) 230편 분량이 넘는 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다.

AI메모리는 극도로 빠른 속도로 작동해야 하는 만큼 효과적인 발열 제어가 관건이다. 회사는 이를 위해 신제품에 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 공정을 적용, 열 방출 성능을 이전 세대 대비 10% 향상시켰다고 설명했다.

MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고, 굳히는 공정. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고, 열 방출에도 효과적이라는 평가를 받고 있다. 

특히 SK하이닉스의 어드밴스드 MR-MUF는 기존 공정보다 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이고, 휨 현상 제어(Warpage control)도 향상해 HBM 공급 생태계 내에서 안정적인 양산성을 확보하는 데 핵심이 되고 있다고 회사측은 자평했다.

류성수 SK하이닉스 부사장(HBM 비즈니스담당)은 “세계 최초 HBM3E 양산을 통해 AI 메모리 업계를 선도하는 제품 라인업을 한층 강화했다”며 “그동안 축적해온 성공적인 HBM 비즈니스 경험을 토대로 고객관계를 탄탄히 하면서 ‘토털(Total) AI 메모리 프로바이더(Provider)’로서의 위상을 굳혀 나가겠다”고 말했다.

삼성전자는 이미 개발 완료한 HBM3E 12단을 올해 상반기에 양산한다는 계획이다. HBM3E 12단은 8단을 보완해 확장한 제품이다.  

한편 전날(18일) 시장조사업체 트렌드포스는 2022년 800억달러, 2023년 518억달러였던 D램 업계 매출이 2024년 말 기준 842억달러로 증가할 것으로 추산했다.

아울러 이 기간 HBM 매출이 전체 D램 매출에서 차지하는 비중은 2.6%, 8.4%에서 20.1%로 상승할 것으로 예상했다.

트렌드포스는 "HBM의 높은 평균판매단가(ASP)와 수익성 때문에 메모리 부문에서 많은 투자가 이뤄졌다"며 "올해 HBM의 연간 비트그로스(비트 단위로 환산한 생산량 증가율)는 260%에 이를 것"이라고 전망했다.

현재 HBM 시장은 삼성전자와 SK하이닉스가 사실상 양분하고 있다. 4세대 HBM인 HBM3의 경우 SK하이닉스가 90% 이상을 점유했다.

트렌드포스는 지난해 웨이퍼 기준 HBM 생산능력(캐파)을 삼성전자와 SK하이닉스 각각 월 4만5000장, 마이크론 월 3000장으로 집계했다.

이어 올해는 삼성전자 월 13만장, SK하이닉스 월 12만∼12만5000장, 마이크론 월 2만장 수준으로 각각 늘어날 것으로 예상했다.