SK하이닉스·삼성전자, HBM4 양산 경쟁 시작...관전 포인트 셋
HBM은 여러 개 D램을 수직으로 연결해 데이터 처리 속도를 끌어올린 메모리 반도체로, 그래픽처리장치(GPU)에 부착되며 인공지능(AI) 가속 연산의 필수품으로 꼽힌다. 엔비디아는 내년 출시하는 신제품 가속기 루빈에 HBM4를 탑재할 계획이다.
HBM4 양산 시점이 다가왔다는 소식에, 이날 유가증권시장에서 SK하이닉스 주식은 7% 오르며 장중 역대 최고가를 경신했고, 삼성전자 주가는 2.72% 올라 장중 52주 신고가를 경신했다.
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① 수성의 SK하이닉스, 도전하는 삼성
HBM 구매의 큰 손은 데이터센터용 AI 가속기 시장을 사실상 독점하는 엔비디아이며, SK하이닉스는 엔비디아의 HBM 주 공급사다. SK하이닉스는 올해 상반기 엔비디아에서만 10조8906억원 매출을 올렸고, 이는 회사 매출의 27.3%(연결 기준)에 달한다.
세계 메모리 3대 업체가 모두 ‘엔비디아 HBM4 공급망 진입’에 전력하는 상황이다. 미국 마이크론도 SK하이닉스(3월)에 이어 지난 6월 고객사에 HBM4 샘플을 보냈고, 삼성전자는 지난 7월 말 2분기 실적발표에서 “고객사에 HBM4 샘플을 이미 발송했다”(박순철 CFO)고 밝혔다.
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② 신기술의 삼성전자 vs 안정성의 SK하이닉스
이에 따라 HBM4부터 완전히 새로운 패키징 방식인 ‘하이브리드 본딩’을 적용할 가능성이 언급됐으나, SK하이닉스는 HBM4에 기존 방식을 개선한 ‘어드밴스드 MR-MUF’ 방식을 사용했다고 밝혔다. MR-MUF는 D램을 위로 쌓아 올릴 때 사이에 액체 보호재를 주입해 굳히는 방식으로, 열을 효과적으로 방출하고 칩의 휨 현상을 제어하는 등 SK하이닉스 HBM의 성능을 높이는 핵심 기술로 알려져 있다.
또한, SK하이닉스는 HBM4를 10나노미터(㎚, 10억분의 1미터)급 5세대(1b) D램 기술로 개발했다고 밝혔다. HBM 메모리를 제어하는 맨 아래 층인 ‘베이스 다이’는 TSMC의 12나노 공정에서 제조한다.
삼성전자는 그보다 더 미세한 공정인 1c D램으로 HBM4를 개발하며, 베이스 다이는 자사 파운드리 4나노 공정을 택했다. 일반적으로 미세 공정을 사용할수록 속도 등 성능이 좋아진다.
SK하이닉스는 MR-MUF 방식과 1b D램을 적용한 이유로 “안정성이 검증된 기술”, “양산 과정의 리스크(불안 요소) 최소화”라고 설명했다. 그러면서 “HBM4의 동작 속도는 10Gbps(초당 10기가비트) 이상으로, 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 지정한 표준 동작 속도(8Gbps)를 상회한다”고 강조했다.
1위 SK하이닉스는 안정적 성능·양산을 중시해 HBM4에도 기존 방식을 이어간 반면, 도전자인 삼성전자는 판을 뒤집기 위해 신기술을 적용하는 모양새다.
이런 기조는 장비업계도 마찬가지다. HBM 본딩 장비 1위인 한미반도체는 대만에서 진행 중인 전시회 세미콘에 기존 장비 TC본더의 개선 제품을 선보였다. 하이브리드 본더 장비는 2027년 말 출시할 계획으로 연구개발하고 있다. 반면, HBM 장비 후발주자인 한화세미텍은 내년 초 하이브리드 본더를 출시한다고 밝혔다.
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③ 중국의 치열한 추격
지난주 중국 장쑤성우시에서 열린 반도체 장비 전시회 ‘제13회반도체설비연례회의(CSEAC 2025)’에서도 중국의 HBM 추격 열기는 뜨거웠다. 전시회 기간 열린 각종 세미나마다 HBM과 3D(차원) D램이 강조됐고, 강당 밖 기업 전시관에는 HBM용 TC-본더 장비가 배치돼 있었다. 업계에서는 중국과 한국의 첨단 D램 메모리 격차를 불과 2~3년 정도로 보고 있다.
심서현([email protected])