SK하이닉스, TSMC와 '맞춤형 메모리' 협력...HBM4 공동 개발

SK하이닉스, TSMC와 '맞춤형 메모리' 협력...HBM4 공동 개발

 

경기 이천의 SK하이닉스 이천캠퍼스 정문./사진 제공=SK하이닉스
SK하이닉스가 대만 파운드리(반도체 위탁생산) 기업 TSMC와 '커스터마이즈(맞춤형) 고대역폭메모리(HBM)' 기술 협력에 나선다. 지금까지 SK하이닉스가 직접 제작해온 HBM의 핵심 부품을 TSMC 선단 공정을 통해 생산해 성능을 극대화하고 고객맞춤형 기능을 더한다는 구상이다. 이렇게 완성된 차세대 HBM은 엔비디아의 인공지능(AI) 반도체에 탑재된다. 이로써 엔비디아와 TSMC, SK하이닉스 간 'AI 동맹'이 한층 두터워질 것으로 전망된다.

SK하이닉스는 19일 차세대 HBM 생산과 어드밴스드패키징(AVP) 기술 역량을 제고하기 위해 TSMC와 협력을 강화한다고 밝혔다. 두 회사는 최근 대만에서 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결하고 오는 2026년 양산할 HBM4(6세대)를 개발하기로 했다.


SK하이닉스 관계자는 "AI 메모리반도체 글로벌 선두인 당사가 파운드리 1위 기업 TSMC와 힘을 합쳐 또 한 번의 HBM 기술 혁신을 이끌어낼 것"이라며 "고객과 파운드리, 메모리반도체로 이어지는 3자 간 기술 협업으로 성능의 한계를 돌파하겠다"고 강조했다.

협력은 SK하이닉스가 자체 생산해온 '베이스 다이(반도체 집적회로 단위)'를 TSMC 선단 공정을 활용해 제작하는 방식으로 이뤄진다. HBM은 겹겹이 쌓은 D램 다이로 이뤄지는데 최하단에는 별도로 베이스 다이가 위치해 각 D램에서 연산된 정보를 모은 뒤 그래픽처리장치(GPU)와 주고받는다. 베이스 다이를 생산하는 데 초미세 공정을 적용하면 다양한 기능을 추가할 수 있다. 

TSMC의 '칩온웨이퍼온서브스트레이트(CoWoS)' 구조./자료 제공=SK하이닉스
SK하이닉스는 맞춤형 기능을 추가할 정도로 고도화된 미세 공정을 아직 갖추지 못했다. 메모리반도체는 중앙처리장치(CPU)나 GPU 같은 연산 반도체만큼의 고성능보다 용량이 중요해 공정의 미세화 수준이 낮기 때문이다. TSMC는 선두 파운드리 기업으로 최첨단 반도체를 제작할 수 있는 다양한 인프라를 운영한다. 고객별 요구에 맞춰 베이스 다이에 각기 다른 공정을 적용할 수 있다. SK하이닉스는 TSMC와 협력을 강화하면서 전력과 성능 등 고객 요구에 부합하는 맞춤형 HBM를 생산할 기반을 마련하게 됐다.

이 밖에 양사는 SK하이닉스의 HBM과 TSMC의 어드밴스드패키징(AVP) 기술인 칩온웨이퍼온서브스트레이트(CoWoS)의 결합을 최적화하기 위한 협력을 이어간다. CoWoS는 HBM의 주요 고객인 엔비디아가 자사 AI 반도체를 패키징하는 방식으로 TSMC가 개발했다. 특수 기판 위에 수평(2D)으로 GPU와 메모리반도체를 붙이는데 이때 메모리반도체로 수직(3D) 적층한 HBM이 활용되기 때문에 '2.5D 패키징'으로도 불린다.

SK하이닉스와 TSMC는 이번 협력으로 AI 반도체의 큰손인 엔비디아의 공급망에서 보다 견고한 위치에 오를 것으로 보인다. 반도체업계 관계자는 "지금까지 SK하이닉스가 엔비디아에서 많은 HBM을 수주할 수 있었던 것은 빠른 기술 개발과 안정적인 생산 능력이 뒷받침됐기 때문"이라며 "앞으로 맞춤형 기능까지 구현하게 된다면 협력 관계가 더 강해질 것"이라고 말했다. 

맞춤형 기능이 필요한 신규 고객사 확보에서도 유리한 고지를 점할 수 있다. 엔비디아뿐 아니라 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존 같은 대규모 클라우드 업체를 중심으로 자체 AI 반도체 개발이 진행되며 맞춤형 HBM 수요가 높아지고 있기 때문이다. 

김주선 SK하이닉스 AI인프라 사장은 “TSMC와의 협력으로 최고 성능의 HBM4를 개발하는 것은 물론 글로벌 고객들과의 개방형 협업에도 속도를 낼 것”이라며 “앞으로 고객맞춤형 메모리 플랫폼의 경쟁력을 높여 ‘토털 AI 메모리 프로바이더’의 위상을 확고히 하겠다”고 밝혔다.

케빈 장 TSMC 수석부사장 겸 공동 부최고운영책임자(Co-COO)는 “TSMC와 SK하이닉스는 수년간 견고한 파트너십을 유지하며 최선단 로직 칩과 HBM을 결합한 세계 최고의 AI 솔루션을 시장에 공급해왔다”며 “HBM4에서도 양사는 긴밀하게 협력해 고객의 AI 기반 혁신의 키가 될 최고의 통합 제품을 제공할 것”이라고 강조했다.

 이진솔 기자 jinsol@bloter.net

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