[엠투데이 이세민 기자] SK하이닉스와 삼성전자의 고대역폭메모리(HBM) 주도권 경쟁이 한층 치열해지고 있다.
HBM3E까지는 SK하이닉스의 독주가 뚜렷했지만, HBM4 세대로 넘어오면서 삼성전자의 본격적인 추격이 시작되며 시장 경쟁 구도가 빠르게 변화하는 모습이다.
특히 지난달 열린 엔비디아 GTC에서 삼성전자가 차세대 제품인 HBM4E를 세계 최초로 공개하면서 기술 주도권 회복에 본격적으로 나섰다. 업계에서는 이를 계기로 차세대 HBM 시장 경쟁이 한층 가속화될 것으로 보고 있다.
HBM 속도전이 치열해짐에 따라 SK하이닉스 역시 대응 전략 마련에 속도를 내고 있다. 시장에서는 SK하이닉스가 차세대 공정 기술인 하이브리드 본딩을 선제적으로 도입해 8세대 HBM 모델인 HBM5를 출시할 것이라는 전망이 제기되고 있다.
6일 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 SK하이닉스는 글로벌 반도체 장비 기업인 어플라이드 머티리얼즈와 BE 세미컨덕터 인더스트리즈(BESI)의 통합 하이브리드 본딩 솔루션 도입을 추진하고 있다.
현재까지는 칩 사이에 ‘마이크로 범프’라 불리는 전도성 돌기를 두고 이를 압착하는 열압착 본딩(TCB) 방식이 주로 사용돼 왔다.
그러나 차세대 제품에서 적층 수가 20층 이상으로 증가할 경우 범프 크기와 간격이 물리적 한계에 도달하면서 성능과 집적도 개선에 제약이 발생할 수 있다는 지적이 제기돼 왔다.
하이브리드 본딩은 이러한 한계를 극복하기 위한 기술로, 범프를 제거하고 구리 배선을 직접 연결하는 방식이다.
이를 통해 다이 간 간격을 줄이고 적층 높이를 낮출 수 있어 데이터 대역폭과 전력 효율을 동시에 개선할 수 있는 것이 특징이다.
업계에서는 국제 반도체 표준화 기구인 JEDEC 기준 완화로 최대 16단 제품까지 기존 열압착 방식 사용이 가능하지만, 장기적으로는 하이브리드 본딩 전환이 불가피할 것으로 보고 있다.
특히 엔비디아 등 주요 빅테크 기업들이 더 높은 대역폭과 전력 효율을 요구하면서 메모리 업체들의 기술 전환 속도가 빨라질 가능성이 높다는 분석이다.
카운터포인트리서치는 차세대 AI GPU 수요 사이클에 맞춰 SK하이닉스가 2029년부터 2030년 사이 HBM5를 출시할 것으로 전망했다.
또한 하이브리드 본딩 기술의 조기 도입이 대역폭과 지연시간, 전력 효율 측면에서 경쟁사 대비 전략적 우위를 제공할 것으로 평가했다.
업계에서는 차세대 HBM 기술 경쟁이 단순한 성능 경쟁을 넘어 공정 기술과 장비 생태계 경쟁으로 확장되고 있다는 점에 주목하고 있다.
특히 하이브리드 본딩이 본격 적용되는 시점이 메모리 시장 판도를 좌우하는 핵심 분기점이 될 수 있다는 전망도 제기되고 있다.
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