SK하이닉스가 파운드리 업계 1위 대만의 TSMC와 협력해 6세대 HBM(고대역폭메모리)인 HBM4 개발에 돌입한다. 하이닉스가 TSMC와의 협업을 추진력 삼아 HBM 시장 1위 자리를 지키는데 탄력을 받을지 향후 행보에 귀추가 주목된다. 

19일 SK하이닉스는 차세대 HBM 생산과 어드밴스드 패키징 기술 역량을 강화하기 위해 대만 TSMC와 협력하기로 했다고 밝혔다. 

양사는 최근 대만 타이페이에서 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했고, SK하이닉스는 TSMC와 협업해 2026년 양산 예정인 HBM4(6세대 HBM)를 개발할 예정이다. 

SK하이닉스는 “AI 메모리 글로벌 리더인 당사는 파운드리 1위 기업 TSMC와 힘을 합쳐 또 한 번의 HBM 기술 혁신을 이끌어 내겠다”라며, “고객-파운드리-메모리로 이어지는 3자간 기술 협업을 바탕으로 메모리 성능의 한계를 돌파할 것”이라고 강조했다.

양사의 협업은 하이닉스 뒤를 바짝 쫓고 있는 삼성전자의 강점이 턴키(Turn-Key) 생산 방식에 있다는 점에서 주목할 만하다. 파운드리 사업부가 있는 삼성전자의 경우 HBM 생산과 이후 패키징까지 논스톱으로 가능한 턴키 생산이 가능하기 때문에 이 점이 HBM 선두인 하이닉스를 추격할 수 있는 배경으로 꼽혀왔다. 

이런 상황에서 SK하이닉스와 TSMC가 협력관계를 강화한다면 하이닉스 입장에 생산 능력 확보에 유리한 고지를 차지하는 셈이다.  

구체적으로 양사는 우선 HBM 패키지 내 최하단에 탑재되는 베이스 다이(Base Die)의 성능 개선에 나선다. HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(Core Die)를 쌓아 올린 뒤 이를 TSV* 기술로 수직 연결해 만들어진다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 수행한다.

(*TSV(Through Silicon Via): D램 칩에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 상층과 하층 칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극으로 연결하는 상호연결 기술.)

SK하이닉스는 5세대인 HBM3E까지는 자체 공정으로 베이스 다이를 만들었으나, HBM4부터는 로직(Logic) 선단 공정을 활용할 계획이다. 

이 다이를 생산하는 데 초미세 공정을 적용하면 다양한 기능을 추가할 수 있기 때문이다. 회사는 이를 통해 성능과 전력 효율 등 고객들의 폭넓은 요구에 부합하는 맞춤형 HBM을 생산한다는 계획이다.

이와 함께, 양사는 SK하이닉스의 HBM과 TSMC의 CoWoS®* 기술 결합을 최적화하기 위해 협력하고, HBM 관련 고객 요청에 공동 대응하기로 했다.

CoWoS(Chip on Wafer on Substrate) 기술이란 TSMC가 특허권을 갖고 있는 고유의 공정으로, 인터포저라는 특수 기판 위에 로직 칩인 GPU/xPU와 HBM을 올려 연결하는 패키징 방식이다. 수평(2D) 기판 위에서 로직 칩과 수직 적층(3D)된 HBM이 하나로 결합되는 형태라 2.5D 패키징이라고도 불린다. 

김주선 SK하이닉스 사장은 “TSMC와의 협업을 통해 최고 성능의 HBM4를 개발하는 것은 물론, 글로벌 고객들과의 개방형 협업에도 속도를 낼 것”이라며, “앞으로 당사는 고객맞춤형 메모리 플랫폼 경쟁력을 높여 ‘토털 AI 메모리 프로바이더’의 위상을 확고히 하겠다”라고 말했다.