“AI 시대 중요 키워드는 대용량의 데이터 처리이다. 차세대 HBM4부터 하이브리드 본딩을 통한 변화를 준비 중이다”

AI 시대 격변하는 반도체 시장 속에서 메모리 성능의 발전 곡선은 AI 모델 크기와 요구 성능의 발전 곡선과 그 격차가 점점 더 벌어지고 있다. 이강욱 SK하이닉스 부사장은 이러한 시대적 챌린지에 맞서 차세대 HBM 리더십을 공고히 하기 위한 비전들을 언급했다.

한국반도체산업협회(KSIA) 주관으로 반도체대전(SEDEX) 2024가 서울 강남구 코엑스에서 개최했다. 24일 이강욱 SK하이닉스 부사장이 기조연설을 맡아 AI 시대 반도체 패키징의 역할을 강조했다.

반도체의 지난 50년 간 흐름은 스캐일 다운이라는 반도체 미세화의 전공정이 이끌어 왔던 시기였다. 이를 두고 이 부사장은 “이제는 더 이상 어떤 소재나 디자인을 통해 새로운 가치를 만들어내기에는 굉장히 어려운 상황”이라고 평가했다.

최근 업황은 미국을 포함한 전세계 반도체 생태계에서 후공정 및 패키징 밸류체인 없이는 최종 제품도 없다는 인식이 업계 전반에 만연해 있는 것으로 나타났다. 이 부사장은 “TSMC도 팹 기술에 패키징을 접목해 솔루션 주도 기업으로 나아가고 있다”면서 “투자 관점에서 첨단 패키징이 새로운 가치를 만들어 낼 수 있고 이 차이가 기업 가치를 나눈다”고 분석했다.

인텔이 파운드리 영역에 대규모 투자를 감행하고 반도체 제조를 내재화하려고 하는 반면, 결과가 신통치 않은 것도 첨단 패키징으로부터 비롯되는 것임을 의미한다. TSMC, 인텔, 삼성 파운드리 등에서 첨단 패키징 솔루션을 적극 개발해 선전하지만 유의미한 성과는 TSMC에서만 발생하고 있는 상황이다.

이러한 상황에서 메모리 메이커의 비전은 넓은 대역폭과 에너지 효율에 맞닿아 있다. 특히 SK하이닉스는 HBM 기술 리더십을 바탕으로 메모리 시장의 슈퍼스타로 떠올랐다. 생성형 AI 마켓이 연 27% 성장을 기록함에 따라 HBM 시장은 연 109%의 성장률을 기록하며 고도성장하고 있다.
현재 SK하이닉스는 Adv-MUF 기술 기반으로 12단 HBM3E의 양산에 들어갔으며, 5세대 HBM4에서는 더 큰 변화가 예고되고 있다. 이 부사장은 “Chip-to-Wafer 구리 하이브리드 본딩으로 16단 HBM4 개발을 준비하고 있다”고 밝혔다.

HBM의 변곡점은 이때부터 발생하며, 현재는 JEDEC 표준 제품으로써 HBM이 양산되고 있으나 향후 고객사 개별 맞춤형으로 커스텀 HBM이 시장에 출시될 것으로 전망된다. 이는 개별 고객사바마다 아키텍처에서부터 프로세싱까지 각기 다른 요구사항들을 갖고 있기 때문이다.

이에 커스텀 제품과 스탠다드 제품이 각기 출시될 것으로 예측되며, SK하이닉스는 개별 고객사의 아키텍처에 기여하는 메모리 솔루션 기업으로 영역이 확장될 것으로 기대된다. 현재 2.5D SiP(System-in-Package)에서 HBM이 하이엔드 GPU에 집적되고 있으나 이 부사장은 향후 완전한 3D에서 HBM 패키징이 이뤄질 것까지도 염두에 두고 있었다.

한편, SK하이닉스는 HBM의 지속적인 흥행과 실적을 바탕으로 향후 긍정적인 전망이 더해지며 주가가 상승세에 있다. SK하이닉스 시가총액은 약 140조원을 육박하며 현재 기준 코스피 2위를 차지했다. 삼성전자는 첨단 메모리 리더십 위기와 내부적인 갈등 요인 등이 가중되며 최근 고점(88,800원) 대비 36.94% 하락한 56,000원을 기록해 52주 신저가를 기록했다.