“엔비디아 파트너 나야 나” SK하이닉스, 차세대 ‘HBM3E’ 세계최초 양산

3월말부터 엔비디아에 납품 시작
HBM3 이어 HBM3E도 독점 공급

SK하이닉스 HBM3E. /SK하이닉스

SK하이닉스가 세계 최초로 5세대 HBM(고대역폭메모리)인 HBM3E 양산에 성공했음을 알렸다. 때마침 미국에선 AI 반도체 시장을 장악한 엔비디아가 산업혁명의 이정표가 될 만한 신제품을 발표하터라, 그 파트너이자 수혜자로 이목을 집중 시켰다. 실제 SK하이닉스는 이달 말부터 엔비디아에 제품 납품을 시작한다. 삼성전자와 미국 마이크론 등 글로벌 메모리 3사가 HBM 시장 공략에 속도를 내는 가운데 SK하이닉스가 경쟁우위를 지켜가는 양상이다.

19일 SK하이닉스는 HBM3E를 세계 최초로 양산해 3월 말부터 제품 공급을 시작한다고 밝혔다. HBM3에 이어 현존 D램 최고 성능이 구현된 HBM3E 역시 가장 먼저 고객에게 공급하게 된 것이다. 회사가 지난해 8월 이 제품의 개발을 알린 지 7개월 만이다.

대상은 엔비디아가 이날 전세계에 대대적으로 공개한 차세대 GPU(그래픽처리장치)다. SK하이닉스는 현재도 엔비디아에 4세대 HBM인 HBM3를 독점 공급하고 있다.

삼성전자도 최근 대용량 고성능 HBM3E 최초 개발에 성공했음을 알리긴 했지만 양산은 아직이다. 앞서 마이크론도 지난달 26일(현지시간) HBM3E 양산을 시작했다고 밝혔지만, 실제 납품을 위한 대량 양산은 SK하이닉스가 처음이다. 이미 HBM 시장 1위를 달리고 있는 SK하이닉스가 한발 더 거리를 벌리게 될 거란 관측이 나온다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 SK하이닉스는 지난해 세계 HBM 시장에서 53%의 점유율을 차지했다. 삼성전자(38%)와 마이크론(9%)이 뒤따랐다.

류성수 SK하이닉스 부사장은 "그동안 축적해 온 성공적인 HBM 비즈니스 경험을 토대로 고객 관계를 탄탄히 하면서 '토털 AI 메모리 프로바이더'로서의 위상을 굳혀 나가겠다"고 말했다.

엄청난 양의 데이터를 빠르게 처리해야 하는 AI 시스템을 구현하기 위해서는 수많은 AI 프로세서와 메모리를 다중 연결하는 식으로 반도체 패키지가 구성돼야 한다. 따라서 AI에 투자를 늘리고 있는 글로벌 빅테크 기업들은 AI 반도체 성능에 대한 요구 수준을 계속 높여가고 있으며, HBM3E는 이를 충족시켜 줄 현존 최적의 제품이 될 것이라는 게 SK하이닉스 측 설명이다.

SK하이닉스는 자사 HBM3E가 속도와 발열 제어 등 AI 메모리에 요구되는 모든 부문에서 세계 최고 성능을 갖췄다고 강조했다. 이 제품은 초당 최대 1.18TB(테라바이트)의 데이터를 처리한다. 이는 FHD 급 영화(5GB) 230편 분량이 넘는 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다.

신제품의 열 방출 성능 역시 이전 세대 대비 10% 끌어 올렸다. AI 메모리는 극도로 빠른 속도로 작동해야 하는 만큼 효과적인 발열 제어가 관건이기 때문이다. 이를 위해 어드밴스드 MR-MUF 공정을 적용했다. MR-MUF는 칩 사이 공간에 특수 물질을 채워 넣어 붙이는 기술로, HBM 공급 생태계 내 안정적인 양산성을 확보하는 데 핵심이 되고 있다.

SK하이닉스는 HBM3E에 이어 오는 2026년에는 6세대 제품인 HBM4를 양산하기 위해 준비하고 있다. HBM4부터는 두께 제약을 극복하기 위해 기존 8단, 12단을 넘어선 16단 적층 기술이 필요할 전망이다. SK하이닉스는 기존 공정을 통해 이미 16단 제품까지 개발에 성공한 상황이다. 회사는 지난달 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로학회 콘퍼런스에서 HBM3E 16단 기술을 세계 최초로 공개하기도 했다.

고영민 다올투자증권 연구원은 "경쟁사 대비 SK하이닉스의 신뢰성 및 수익성 격차가 지속되면서 마이크론이 SK하이닉스와의 격차를 단기간에 줄이기는 어려울 것"이라고 했다.