SK하이닉스(000660) 가 고객사의 차세대 인공지능(AI) 그래픽처리장치(GPU)에 맞춰 오는 2029년에 하이브리드 본딩을 이용한 8세대 고대역폭메모리(HBM5)를 출시할 것이라는 전망이 나왔다.
시장조사업체 카운터포인트리서치는 6일 “SK하이닉스가 차세대 AI GPU 사이클에 맞춰 2029~2030년경 HBM5를 출시할 것으로 예상하며 해당 시점을 기점으로 하이브리드 본딩이 본격적으로 양산 단계에 진입해 더 높은 성능과 효율을 구현할 것”이라고 밝혔다.
HBM은 일반적으로 12~16개의 D램 다이를 로직 베이스 다이 위에 적층해서 만들어지는 초고성능 메모리 반도체로 GPU와 함께 통합돼 AI 가속기를 구성한다. 현재 HBM은 몰디드 언더필 기반 대량 리플로우(MR-MUF) 또는 비전도성 필름 기반 열압착 본딩(TC-NCF) 등의 기술을 이용해 적층 사이에 매우 작은 ‘마이크로 범프(납땜 돌기)’를 넣어 만들어진다.
하지만 하이브리드 본딩을 이용하면 반도체 칩들을 쌓을 때 중간에 범프를 넣지 않고 구리와 구리를 직접 붙일 수 있다. 이를 통해 HBM이 더 얇아지면서 더 많은 적층이 가능해지고, 데이터 전송 속도와 방열 성능도 크게 향상돼 ‘게임 체인저’로 평가된다.
현재 HBM 제품의 경우 국제표준기준 제덱(JEDEC)의 기준 완화로 최대 16단까지 열압착 본딩 사용이 가능하다. 다만 엔비디아를 비롯한 주요 빅테크 기업의 고객사들의 기술 요구 수준이 점차 올라가고 있어 장기적으로는 하이브리드 본딩 도입이 불가피한 상황이다.
이에 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 이른바 메모리 ‘빅3’는 차세대 AI 수요 대응을 위해 HBM4 이후 세대 제품부터 하이브리드 본딩 도입을 추진하고 있다. 삼성전자는 자회사인 세메스의 하이브리드 본딩 장비를 천안 캠퍼스에 도입하며 내재화에 박차를 가하는 분위기다. SK하이닉스 역시 올해 4~5월 본격적인 하이브리드 본딩 공정 검증을 앞두고 한미반도체와 한화세미텍 등 장비 공급사에 관련 기술 개발을 주문한 것으로 알려졌다.
카운터포인트리서치는 “SK하이닉스의 경우 어플라이드 머티리얼즈와 베시(BESI)의 통합 솔루션을 조기에 도입함으로써 향후 대역폭, 지연시간, 전력, 속도 등 다양한 성능 요구를 충족할 수 있는 전략적 우위를 확보하고 있다. 또한 어플라이드의 공정 모듈 역량과 BESI의 하이브리드 본딩 기술을 결합함으로써 첨단 반도체의 대량 생산에 필수적인 공정 안정성과 일관성을 확보할 수 있는 기반을 마련할 것”이라고 기대했다.