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SK하이닉스가 파운드리 1위 기업인 대만 TSMC와 손잡고 차세대 고대역폭 메모리(HBM) 생산과 첨단 패키징 기술 역량을 강화한다.

SK하이닉스는 TSMC와 최근 대만 타이베이에서 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결하고 TSMC와 협업해 오는 2026년 양산 예정인 6세대 HBM HBM4를 개발할 계획이라고 18일 밝혔다.

SK하이닉스는 “AI 메모리 글로벌 리더로서 파운드리 1위 기업 TSMC와 힘을 합쳐 또 한 번의 HBM 기술 혁신을 이끌어내겠다”며 “고객-파운드리-메모리로 이어지는 3자 간 기술 협업을 바탕으로 메모리 성능의 한계를 돌파할 것”이라고 말했다.

인공지능(AI) 반도체는 HBM과 그래픽처리장치(GPU)를 결합하는 패키징 단계가 필수적이다. AI 반도체 시장를 장악하고 있는 엔비디아는 AI 연산 작업의 핵심인 GPU용 고성능 메모리칩 HBM을 SK하이닉스로부터 공급받아 TSMC에 패키징을 맡기는 방식으로 조달하고 있다.

양사는 HBM 패키지 내 최하단에 탑재되는 베이스 다이(base die) 성능 개선에 나선다. HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(core die)를 쌓아 올린 뒤 이를 실리콘관통전극(TSV) 기술로 수직 연결해 제조한다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 통제하는 역할을 수행한다. TSV는 수천개의 미세한 구멍을 뚫어 상층과 하층 칩의 구멍을 전극으로 연결하는 기술이다.

SK하이닉스는 5세대 HBM인 HBM3E까지는 자체 D램 공정으로 베이스 다이를 만들었으나, HBM4부터는 TSMC가 보유한 로직 초미세 선단공정을 활용해 다양한 시스템 기능을 추가할 계획이다.

HBM4는 HBM3와 비교해 2배 가까이 월등한 고속·고용량 성능을 구현해야 하는데, 그러려면 베이스 다이가 기존 HBM처럼 단순히 D램 칩과 GPU를 연결하는 역할을 넘어 시스템반도체에서 요구되는 여러 기능을 수행해야 한다. 이런 베이스 다이는 기존의 일반 D램 공정으로는 제작이 어렵다고 한다.

SK하이닉스는 “성능과 전력 효율 등 고객들의 폭넓은 요구에 부합하는 맞춤형(Customized) HBM을 생산한다는 계획”이라고 설명했다.

양사는 SK하이닉스의 HBM과 TSMC의 첨단 패키징 공정 ‘칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트’(CoWoS) 기술 결합을 최적화하기 위해 협력하고, HBM 관련 고객 요청에 공동 대응하기로 했다.

SK하이닉스 AI 인프라 담당 김주선 사장은 “TSMC와 협업을 통해 최고 성능의 HBM4를 개발하는 것은 물론 글로벌 고객들과의 개방형 협업에도 속도를 낼 것”이라며 “앞으로 고객 맞춤형 메모리 플랫폼 경쟁력을 높여 ‘토털 AI 메모리 프로바이더’로서 위상을 확고히 하겠다”고 말했다.

TSMC 케빈 장 수석부사장은 “TSMC와 SK하이닉스는 수년간 견고한 파트너십을 유지하며 최선단 로직 칩과 HBM을 결합한 세계 최고의 AI 솔루션을 시장에 공급해 왔다”며 “HBM4에서도 양사는 긴밀하게 협력해 고객의 AI 기반 혁신에 열쇠가 될 최고의 통합 제품을 제공할 것”이라고 말했다.

배문규 기자 sobbell@kyunghyang.com

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