SK하이닉스, 세계 최초 6세대 ‘HBM4’ 양산체제 구축… “AI 시대 새로운 이정표”

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현존 최고 성능 HMB4 앞세워 경쟁 우위 확보
기존 HBM3E 대비 전력 효율 40%↑
“AI 서비스 성능 최대 69% 개선”
“AI 인프라 한계 뛰어넘은 상징적 전환점”

SK하이닉스가 초고성능 인공지능(AI)용 메모리 신제품인 HBM4 개발을 성공적으로 마무리하고 양산체제를 세계 최초로 구축했다고 12일 밝혔다. HBM(High Bandwidth Memory)은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고성능 제품이다. 뒤에 붙은 숫자는 세대를 구분하는데 1세대와 2세대가 각각 HBM, HBM2, 3세대는 HBM2E, 4세대가 HBM3이다. 또 5세대는 HBM3E이기 때문에 이번 HBM4는 6세대에 해당한다.

SK하이닉스 측은 “새로운 AI 시대를 견인하게 될 HBM4 개발에 성공하고 이를 기반으로 세계 최초의 HBM4 양산체제를 구축했다”며 “AI 메모리 기술 리더십을 글로벌 시장에서 다시 한 번 입증했다”고 강조했다.

개발을 주도한 조주환 SK하이닉스 부사장(HBM개발 담당)은 “HBM4 개발 완료는 업계에 새로운 이정표가 될 것”이라며 “고객이 요구하는 성능과 에너지 효율, 신뢰성을 모두 충족하는 제품을 적시에 공급해 AI 메모리 시장에서 경쟁 우위를 확보하고 신속한 시장 진입(Time to Market)을 실현할 것”이라고 말했다.

AI 수요와 데이터 처리량이 폭발적으로 늘어나면서 더 빠른 시스템 속도를 구현하기 위한 고대역폭 메모리 수요가 급증하고 있다. HBM 제품에서 대역폭은 HBM패키지 1개가 초당 처리할 수 있는 총 데이터 용량을 말한다.

여기에 막대한 전력을 소모하는 데이터센터 운영 부담까지 가중되면서 메모리 전력 효율 확보는 고객사들의 핵심 요구사항이 됐다. SK하이닉스는 향상된 대역폭과 전력 효율을 갖춘 HBM4를 앞세워 시장 공략에 나섰다.

새 양산체제를 갖춘 HBM4는 이전 세대보다 2배 늘어난 2048개의 데이터 전송 통로(I/O)를 적용해 대역폭을 2배로 확대하고 전력 효율은 40% 이상 끌어올렸다. 세계 최고 수준 데이터 처리 속도와 전력 효율을 실현했다고 SK하이닉스는 설명했다. 또한 해당 제품을 고객 시스템에 도입하면 AI 서비스 성능을 최대 69%까지 향상시킬 수 있어 데이터 병목 현상을 근본적으로 해소하는 동시에 데이터센터 전력비용도 크게 줄일 수 있다고 한다.

성능 지표 중 하나인 동작속도는 초당 10기가비트(10Gbps)로 국제반도체표준협의기구(JEDEC, Joint Electron Device Engineering Council) 표준 동작 속도(8Gbps)를 넘어선다고 SK하이닉스는 전했다. 양산 과정에서 발생할 수 있는 리스크도 최소화했다. 안정성이 검증된 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 공정과 10나노급 5세대(1bnm) D램 기술을 적용했다고 한다. MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태 보호재ᅟᅳᆯ 공간 사이에 주입하고 굳히는 공정을 말한다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식과 비교해 공정이 효율적이고 열 방출에도 효과적이라는 평가를 받는다. SK하이닉스 자체 공정인 어드밴스드 MR-MUF는 기존 공정보다 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이면서 휨 현상 제어(Warpage control)를 향상시켜 안정적인 양산성을 확보했다고 강조했다.김주선 SK하이닉스 AI인프라 사장(CMO)은 “세계 최초 HBM4 양산체제 구축은 AI 인프라의 한계를 뛰어넘은 상징적인 전환점으로 AI 시대 기술 난제를 해결할 것”이라며 “AI 시대가 요구하는 최고품질과 다양한 성능의 메모리를 적시에 공급해 풀 스택 AI 메모리 프로바이더(Full Stack AI Memory Provider)로 성장해 나가겠다”고 말했다.

김민범 기자 mbkim@donga.com