공정부터 다른 HBM4, 시장 반전 기회로 주목
HBM 시장…삼성전자·SK하이닉스·마이크론 3파전
SK하이닉스 수성 vs 삼성전자 탈환…양산이 우선
6세대 HBM(고대역폭메모리)인 HBM4가 AI(인공지능) 반도체 패권 경쟁의 핵으로 떠올랐다.
HBM4가 AI 시대 난제 해결의 기대주로 주목받는 상황에서 기업들의 리더십 구도에도 일대 변화를 예고하기 때문이다.
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| ▲ AI(인공지능)가 만든 HBM 반도체 이미지. [빙 이미지 크리에이터] |
11일 관련업계에 따르면 HBM 3강인 삼성전자와 SK하이닉스, 미국 마이크론은 HBM4 개발과 양산에 속도를 내고 있다.
삼성전자와 SK하이닉스는 올 하반기 HBM4 양산 계획을 밝혔고 마이크론은 지난 달 류더인(마크 리우) 전 TSMC 회장을 이사회 이사로 영입하며 발걸음을 재촉했다.
류 전 회장은 TSMC의 성장을 이끈 주역으로 지난해 6월까지 회사를 이끌었다. 그의 합류는 마이크론이 HBM4의 필수 부품인 베이스 다이 생산 기술력을 확보하기 위한 승부수라고 업계는 해석하고 있다.
시장은 아직 5세대인데 경쟁은 6세대, 왜
5세대 HBM3E가 HBM 시장의 주류인데도 기업들이 6세대에 주목하는 건 HBM4가 AI 기술에 부응할 혁신으로 주목 받아서다. AI 시대 급증하는 데이터를 보다 빨리, 효율적으로 처리하는 역할을 HBM4가 담당할 것으로 본다.
전문가들은 HBM4는 AI 시대 필수 요소인 고성능, 대용량 메모리, 에너지 효율 분야에서 지금까지의 반도체들과 차별점이 있다고 설명한다.
당장 적용 공정(프로세스)부터 다르다. HBM3E까지는 디램(DRAM) 공정만으로 생산하지만 HBM4는 로직(논리) 방식을 추가한다. 제품에 디램과 시스템반도체를 모두 탑재해 전력 소모를 줄이고 데이터 처리 속도는 높일 것으로 예상된다.
로직 공정을 도입하면 다른 설계자들의 IP(지적재산권)나 차별화된 기능을 반도체에 적용할 수도 있다. 개별 기업 특성에 맞는 맞춤형 AI 반도체 설계가 가능해 AI 시대 초개인화 기류에도 부응한다. 삼성전자와 SK하이닉스가 HBM4와 고객 맞춤형 반도체를 함께 거론하는 이유다.
달라진 시장은 리더십 반전의 기회?
HBM4의 차별점은 기업들의 리더십 경쟁에도 불을 붙인다. 달라진 시장에서는 새로운 강자의 등장이 가능하고 시장 구도에도 변화 기류가 만들어질 수 있다.
기업들은 다급해졌다. HBM이 차세대 AI 반도체 시장의 성공 변수로 부상하면서 SK하이닉스는 선두 수성, 삼성전자는 자존심 회복을 위해 HBM4 선점이 필수적이다. 마이크론은 미국 기업이라는 입지적 강점에 HBM4 기술력을 더하면 빅테크들과의 사업에서 유리한 고지를 점할 수 있다는 계산이 나온다.
이런 상황이다 보니 HBM4 개발과 양산 예고 시점은 무려 일년이 앞당겨졌다. 지난해까지만 해도 삼성전자와 SK하이닉스 모두 HBM4의 양산 시점을 2026년으로 제시했지만 올들어 모두 올 하반기 양산을 공언한다.
삼성전자는 AI용 고부가가치 제품 수요에 대응해 2분기부터는 HBM3E 제품 공급을 전년 대비 2배 수준으로 늘리고 하반기에는 HBM4 제품의 양산에 들어갈 계획이다.
SK하이닉스는 올해 하반기 6세대 HBM을 양산해 고객들의 다양한 요구에 부합하는 맞춤형(Customized) HBM 시장을 선도하겠다는 구상이다.
선두의 수성 vs 고지 탈환 이변…제품 공급이 우선
유리한 고지는 SK하이닉스가 선점했다. 안정적 수율로 HBM 리더십을 확보한 기세가 HBM4로 이어질 수 있고 TSMC와의 협업도 가장 먼저 시작한 덕이다.
TSMC는 HBM4의 핵심 부품인 베이스 다이 생산에서 차별화된 경쟁력을 보유한 것으로 평가받는다. HBM 패키지 최하단에 탑재되는 베이스 다이는 전극으로 상층과 하층 칩을 관통해 GPU(그래픽처리장치)와 연결되는데 그에 필요한 기술(CoWoS) 특허를 보유한 곳이 TSMC다.
SK하이닉스는 HBM3E까지는 자체 공정을 고수했지만 HBM4부터는 TSMC와의 협업 원칙을 내세우며 지난해부터 협력을 진행 중이다.
삼성전자는 지난해 3분기 실적발표회에서 "베이스 다이 제조 관련 파운드리 파트너 선정은 고객 요구를 우선으로 유연하게 대응하겠다"며 'TSMC와 협업 가능성'을 언급했지만 아직까지 두 회사 간 협업 소식은 전해지지 않는다.
물론 자체 파운드리를 보유한 삼성전자가 HBM4에서는 독자적 기술력으로 시장에 이변을 만들 가능성은 있다.
이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 KPI뉴스와 통화에서 "반도체 리더십 확보는 기술력 공언보다 안정적 수율 확보가 가장 중요하다"며 "양산성 검증이 최우선이고 시장에 제품을 먼저 공급하는 기업이 HBM4 시장서 앞서갈 것"이라고 말했다.
KPI뉴스 / 김윤경 IT전문기자 yoon@kpinews.kr
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