내년 하반기 HBM4 판도 바뀐다…SK하이닉스 선두 유지

HBM4 I/O 단자 2배 확대…다이 크기 확대·로직 기반 설계 도입
고난도 기술로 생산 비용 증가…50% 점유율로 선두 굳힐 듯

[마이데일리 = 황효원 기자] 내년 하반기부터 고대역폭메모리(HBM) 시장의 주류 제품이 6세대 HBM4로 본격 교체될 전망이다.

24일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 인공지능(AI) 서버 수요가 급증하면서 2026년 HBM 전체 출하량은 300억기가바이트(Gb)를 넘어설 전망이다. HBM4 시장 점유율이 상승하면서 내년 하반기에는 HBM4가 HBM3E를 제치고 주류 설류션이 될 것으로 보인다.

HBM4는 기존 세대보다 복잡한 설계를 기반으로 해 제조 난이도가 높아지면서 가격은 종전 HBM3E보다 30% 이상 오를 것으로 예상된다. HBM4는 I/O(입출력) 단자가 1024개에서 2048개로 두 배 늘어나 데이터 처리량이 크게 증가했다. 다이 크기도 확대돼 일부 공급사는 기존 단순 패시브 구조의 베이스 다이 대신 성능 개선을 위한 로직 기반 설계를 도입하고 있다.

주요 HBM 공급사들도 HBM4 제품 로드맵을 적극 추진 중이다. 엔비디아의 차세대 그래픽처리장치(GPU) 루빈과 AMD의 차세대 AI칩 'MI400' 시리즈에도 HBM4 탑재가 유력한 상황이다.

삼성전자와 마이크론은 올해 하반기와 내년 HBM4 양산을 목표로 기술 개발에 나서고 있다. 삼성전자는 하이브리드 본딩 기술을 HBM4에 도입하기 위해 장비 자회사인 세메스와 협력을 본격화하고 있다.

하이브리드 본딩은 반도체 칩을 쌓을 때 칩과 칩 사이에 돌기 없이 칩들을 직접 연결해 쌓는 패키징 기술이다. 칩을 쌓아도 얇은 두께를 유지하고 신호 손실과 발열을 줄일 수 있어 수율(양품비율)도 높아져 HBM 성능을 크게 개선해준다. 이를 통해 삼성전자는 HBM4부터 경쟁사인 SK하이닉스를 따라 잡는다는 계획이다.

SK하이닉스는 HBM 7세대인 'HMB4E'부터 하이브리드 본딩 기술을 도입할 예정이다. SK하이닉스는 HBM4에는 기존에 쓰던 주력 패키징 기술인 '매스리플로우-몰디드 언더필(MR-MUF)'을 계속 이어나간다. 트렌드포스는 "SK하이닉스가 50% 이상의 점유율로 시장 선두를 유지할 것"이라며 "삼성전자와 마이크론은 HBM4 경쟁에서 SK하이닉스와 격차를 좁히려면 수율과 생산능력을 더욱 개선해야 한다"고 분석했다.

황효원 기자 woniii@mydaily.co.kr
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