HBM 1등 전략…SK하이닉스 '협력' vs 삼성전자 '턴키'

오는 2026년 차차세대 'HBM4' 시대 앞두고 총력전
기술 난관 커지는 가운데 한계 돌파 전략 달라 눈길

[서울=뉴시스]SK하이닉스는 HBM3E의 성능 검증 절차를 진행하기 위해 고객사에 샘플을 공급하기 시작했다고 21일 밝혔다. SK하이닉스는 내년 상반기부터 HBM3E 양산에 들어갈 계획이다. (사진=SK하이닉스 제공) photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이인준 기자 = 반도체 업황 개선의 효자로 꼽히는 '고대역폭메모리(HBM)' 시장을 놓고 SK하이닉스와 삼성전자가 서로 다른 전략으로 1등을 노린다.

HBM 선두주자인 SK하이닉스는 파운드리 업계 1위인 대만 TSMC와 연합 전선을 펴며 시장 수성에 나선다. 반면 삼성전자는 메모리사업부와 파운드리사업부를 모두 갖고 있어 양 사업부 시너지를 극대화하는 '턴키'(일괄 수주·생산) 방식으로 승부수를 띄운다.

8일 업계에 따르면 SK하이닉스는 오는 2026년부터 양산 예정인 6세대 HBM 'HBM4'와 관련해 TSMC와 개발 협력을 추진 중인 것으로 알려졌다.

HBM은 빠른 데이터 처리 속도를 위해 여러 개의 D램을 수직으로 쌓은 최신 메모리 제품인데, 적층 수가 높아질수록 성능 한계를 넘기 위해 다양한 제조 공정이 필요하다. 그 중 하나가 D램 공정으로 수행하던 일부 공정을 파운드리에 맡기는 방식이다.

구체적으로는 D램 적층부 맨 아래, 그러니까 HBM의 최하단에 탑재하는 로직다이(베이스 다이) 생산을 TSMC 같은 파운드리 업체에 맡기는 것이다. 이를 통해 성능과 전력 효율을 높이고, 다양한 선단 공정을 활용해 HBM 기능을 강화할 수 있다.

특히 TSMC는 AI 반도체 시장의 90%를 장악하고 있는 엔비디아와 협력 관계를 가지고 있어, 이번 협력이 실현되면 SK하이닉스의 시장 지배력은 더 높아질 수 있다. SK하이닉스는 이와 관련 "파트너사와 관련된 사항은 확인해줄 수 없다"고 밝혔다.

'[서울=뉴시스]삼성전자는 20일(현지시간) 미국 캘리포니아주 산호세 맥에너리 컨벤션 센터(McEnery Convention Center)에서 '삼성 메모리 테크 데이(Samsung Memory Tech Day) 2023'을 개최했다. 삼성전자 차세대 고대역폭메모리인 HBM3E D램.(사진=삼성전자 제공) photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

삼성전자도 파운드리 ‘턴키’ 맞불…발열 제어가 판가름

삼성전자는 이와 달리 HBM4 양산 때 로직다이 생산을 자체 파운드리에 맡길 방침이다.

삼성전자는 메모리 반도체부터 파운드리와 첨단 패키지까지 일괄 수행할 수 있는 세계 유일의 업체다. 이에 따라 삼성전자는 메모리와 파운드리, 양 사업부의 시너지 강화를 통해 HBM 경쟁력을 높일 계획이다.

앞서 삼성전자는 지난해 홍콩에서 열린 인베스터포럼을 통해 'GDP 성장 전략'을 소개했다.

여기서 GDP는 각각 ▲차세대 트렌지스터 구조인 '게이트올어라운드(GAA)' ▲HBM(고대역폭메모리) 등 'D램' ▲고급 패키지(어드밴스드 패키징)를 상징한다. 삼성전자는 최근 실적발표 콘퍼런스콜에서 "우리는 수율 개선과 2세대 3나노 GAA 공정 최적화에 집중하고 있고, 또한 HBM 및 첨단 패키징을 포함한 2나노 AI 가속기를 확보해 미래를 준비하고 있다"고 밝혔다.

업계에서는 삼성전자와 SK하이닉스, 양측의 서로 다른 전략은 그 성과가 발열 제어에 달렸다고 본다.

HBM 적층 수가 높아지며 여러 물질이 쓰이고, 적층이 두꺼워지면서 발열 이슈가 불거질 수 있어서다. 이는 칩의 성능 저하로 이어져 삼성전자와 SK하이닉스는 이를 해결하는데 주력하고 있다.

특히 칩과 칩을 연결하는 돌기(범프·Bump) 없이 구리를 직접 붙이는 '하이브리드 본딩' 기술 개발에 속도를 내고 있다.

업계 관계자는 "HBM4에서 기술적 난관은 적층된 이종 칩 사이에 발생하는 발열 이슈를 어떻게 잡느냐가 관건"이라며 "업체 간 경쟁 구도는 각 사의 하이브리드 본딩 성공 여부가 좌우할 수 있다"고 말했다.

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