▲SK하이닉스가 양산에 돌입한 12단 적층 HBM3E 36GB 제품. 사진=SK하이닉스 제공
SK하이닉스가 12단 HBM3E(High Bandwidth Memory 3E)의 양산을 발표하면서 글로벌 반도체 업계의 이목이 집중되고 있다. HBM 기술의 또 다른 중요한 이정표로, 한국 기업들이 주도해 온 HBM 기술 혁신의 새로운 장을 열 전망이다.
29일 반도체업계에 따르면 SK하이닉스는 HBM 중 최대 용량인 36GB를 구현한 HBM3E 12단 신제품을 세계 최초로 양산하기 시작했다.
HBM, 10년간의 혁신적 진화
HBM은 2013년 SK하이닉스가 세계 최초로 개발한 혁신적인 메모리 기술이다. 기존 GDDR 메모리에 비해 월등히 높은 대역폭과 에너지 효율성을 제공하는 HBM은 고성능 그래픽 처리와 데이터 집약적 작업에 획기적인 변화를 가져왔다. 당시 SK하이닉스의 첫 HBM 제품은 1Gbps의 데이터 전송 속도와 최대 128GB/s의 대역폭을 자랑했다.
2015년 AMD의 Radeon R9 Fury X GPU에 첫 탑재돼 상용화된 HBM은 이후 빠른 속도로 발전했다. 2016년 1월 삼성전자가 HBM2의 대량 생산을 시작하며 시장에 가세했고, 같은 해 8월 SK하이닉스도 4GB 스택의 HBM2 제품을 출시하며 본격적인 경쟁이 시작됐다. HBM2는 2Gbps의 데이터 전송 속도와 256GB/s의 대역폭을 제공하며 고성능 컴퓨팅과 AI 분야에서 큰 주목을 받았다.
2019년, 양사는 더욱 발전된 HBM2E를 선보이며 기술 경쟁을 가속화했다. 삼성전자의 'Flashbolt'와 SK하이닉스의 HBM2E 제품은 각각 16GB의 용량과 410GB/s, 460GB/s의 대역폭을 제공하며 시장을 주도했다. 특히 SK하이닉스는 2020년 7월 HBM2E의 데이터 전송 속도를 3.6Gbps까지 끌어올리며 기술력을 과시했다.
2022년 HBM3 표준이 제정되면서 기술은 한 단계 더 도약했다. SK하이닉스는 엔비디아(NVIDIA)의 A100 및 H100 GPU용 HBM3 칩을 공급하며 시장 지배력을 한층 강화했다. 이는 SK하이닉스가 AI 가속기 시장에서 핵심적인 위치를 차지하게 된 결정적인 계기가 됐다.
▲SK하이닉스의 HBM 개발 연혁. 사진=SK하이닉스 제공
치열해지는 HBM3E 경쟁
2023년 들어 경쟁 구도에 새로운 변화가 생겼다. SK하이닉스가 5월 HBM3E 개발을 발표한 데 이어, 7월 미국의 마이크론이 자사의 HBM3E를 공개하며 시장에 가세한 것이다. 마이크론의 HBM3E는 핀당 9.6Gbps의 데이터 전송 속도로 당시 업계 최고 수준의 성능을 보여주며 한국 기업들을 긴장시켰다.
이러한 경쟁 속에서 SK하이닉스가 발표한 12단 HBM3E 양산 계획은 시장의 판도를 다시 한 번 바꿀 것으로 보인다. 12단 적층 기술을 통해 단일 HBM 패키지에서 36GB의 대용량을 구현할 수 있게 됐다. 이는 더욱 복잡하고 규모가 큰 AI 모델 처리를 가능케 해 고성능 컴퓨팅 분야에 새 지평을 열 것으로 기대된다.
한편 삼성전자도 12단 HBM3E (36GB, 1.28TB/s) 개발은 완료한 것으로 알려지며, SK하이닉스를 빠르게 추격하고 있다. 양사의 치열한 경쟁은 HBM 기술 발전을 더욱 가속화할 전망이다.
HBM4 개발 향한 기술 경쟁
업계는 2026년경 HBM4 대량 생산을 목표로 하고 있다. SK하이닉스는 HBM4에서 16단 48GB 용량을 구현하고, 대역폭을 40% 향상시키며, 전력 소비를 70% 감소시키는 것을 목표로 하고 있다. 삼성전자는 2TB/s의 대역폭을 목표로 하고 있어, HBM3E 대비 66% 증가한 수치다. 양사 모두 더 높은 성능과 효율성을 갖춘 HBM4 개발에 박차를 가하고 있어, 향후 AI와 고성능 컴퓨팅 시장에서의 주도권 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 보인다.
반도체업계 관계자는 “한국 기업들이 주도해 온 HBM 기술은 AI와 빅데이터 시대의 핵심 기술"이라며 “SK하이닉스와 삼성전자의 경쟁, 그리고 마이크론의 가세로 인해 기술 혁신이 더욱 가속화될 것"이라고 전망했다.
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