SK하이닉스는 고대역폭 메모리인 HBM 5세대 HBM3E D램을 인공지능(AI) 반도체 시장의 ‘큰 손’인 엔비디아에 납품한다.

이달 말 양산에 들어가는 HBM3E. SK하이닉스 제공

SK하이닉스는 초고성능 AI용 메모리 신제품인 HBM3E를 세계 최초로 양산해 이달 말부터 제품 공급을 시작한다고 19일 밝혔다. 이는 회사가 지난해 8월 HBM3E 개발을 알린 지 7개월 만에 이룬 성과다.

HBM(High Bandwidth Memory)이란 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품이다. HBM은 1세대(HBM), 2대(HBM2), 3세대(HBM2E), 4세대(HBM3), 5세대(HBM3 E) 순으로 개발됐다. HBM3E는 HBM3의 확장(Extended) 버전이다.

마이크론은 지난달 26일(현지시간) 올해 2분기 출시 예정인 엔비디아의 H200 그래픽처리장치(GPU)에 탑재될 HBM3E(24GB 8단) 양산을 시작했다고 발표한 바 있다. 하지만 실제 HBM3E 납품을 위한 대량 양산은 SK하이닉스가 처음이다.

SK하이닉스는 “당사는 HBM3에 이어 현존 D램 최고 성능이 구현된 HBM3E 역시 가장 먼저 고객에 공급하게 됐다”며 “HBM3E 양산도 성공적으로 진행해 AI 메모리 시장에서의 경쟁우위를 이어 가겠다”고 밝혔다.

엄청난 양의 데이터를 빠르게 처리해야 하는 AI 시스템을 구현하기 위해서는 수많은 AI 프로세서와 메모리를 다중 연결하는 식으로 반도체 패키지가 구성돼야 한다. AI에 투자를 늘리는 글로벌 빅테크 기업들은 AI 반도체 성능에 대한 요구 수준을 계속 높여간다. HBM3E는 이를 충족시켜 줄 현존 최적의 제품이 될 것으로 SK하이닉스는 기대한다.

HBM3E는 속도와 발열 제어 등 AI 메모리에 요구되는 모든 부문에서 세계 최고 성능을 갖췄다고 회사는 강조했다. 이 제품은 초당 최대 1.18TB(테라바이트) 데이터를 처리하며 이는 FHD(Full-HD)급 영화(5GB) 230편 분량이 넘는 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다.

AI 메모리는 극도로 빠른 속도로 작동해야 하는 만큼 효과적인 발열 제어가 관건이다. 회사는 이를 위해 신제품에 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 공정을 적용해 열 방출 성능을 이전 세대 대비 10% 향상했다.

MR-MUF란 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고 굳히는 공정이다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고 열 방출에도 효과적이라고 한다. SK하이닉스의 어드밴스드 MR-MUF는 기존 공정보다 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이고 휨 현상 제어(Warpage control)도 향상했다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 HBM 매출이 전체 D램 매출에서 차지하는 비중은 2022년 2.6%, 2023년 8.4%에서 올해 20.1%로 상승할 것으로 예상된다. 트렌드포스는 “올해 HBM의 연간 비트그로스(비트 단위로 환산한 생산량 증가율)는 260%에 이를 것”이라며 올해 웨이퍼 기준 HBM 생산능력이 삼성전자 월 13만 장, SK하이닉스 월 12만∼12만5000장, 마이크론 월 2만 장 수준으로 늘어날 것으로 예측했다.