인공지능(AI)용 메모리인 6세대 고대역폭메모리(HBM) ‘HBM4’를 둘러싼 경쟁이 본격화하고 있다.

SK하이닉스와 삼성전자 모두 ‘양산 체제 구축’을 알렸지만 관건은 ‘큰손’ 엔비디아의 품질 검증 통과다.

14일 업계에 따르면 SK하이닉스는 지난 12일 보도자료를 내고 “초고성능 AI용 메모리 신제품인 HBM4 개발을 성공적으로 마무리하고 양산 체제를 세계 최초로 구축했다”고 발표했다. 고객사가 주문만 하면 대량생산에 들어갈 수 있다는 의미다. HBM4는 이전 세대보다 향상된 대역폭(HBM 패키지 1개가 초당 처리할 수 있는 데이터 총량)과 전력 효율을 갖춘 제품이다. 엔비디아는 내년 출시할 차세대 칩 ‘루빈’에 HBM4를 탑재할 예정이다.

‘양산 개시’가 아닌 ‘양산 체제 구축’을 공개적으로 발표한 건 이례적이다. HBM 시장 1위인 SK하이닉스가 차세대 시장 선점 의지와 기술 리더십을 부각하려는 것으로 풀이된다.

SK하이닉스는 HBM4 개발에 안정성이 검증된 자사 고유 패키징 기술인 ‘어드밴스드 MR-MUF’ 공정과 10나노급 5세대(1bnm) D램 기술을 적용했다. 양산 과정의 위험을 최소화기 위해서다. MR-MUF는 반도체 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 공간 사이에 액체 형태의 보호재를 주입하고 굳히는 공정이다. 가장 밑단에 배치돼 겹겹이 쌓인 D램을 제어하는 두뇌 역할을 하는 ‘로직 다이’는 TSMC의 12나노 공정에서 제조한다.

SK하이닉스는 HBM4 제품에 10Gbps(초당 10기가비트) 이상의 동작 속도를 구현해 국제반도체표준협의기구 JEDEC의 HBM4 표준 동작 속도인 8Gbps를 크게 뛰어넘었다고 언급했다. 실제로 엔비디아는 10~11Gbps의 데이터 전송 속도를 요구한 것으로 알려졌다.

HBM 분야에서 고전했던 삼성전자도 HBM4 제품 개발을 완료하고 양산 체제를 구축했다는 입장이다. 삼성전자는 차세대 공정을 적용한 제품으로 시장 공략에 나선다. 경쟁사보다 한 단계 앞선 10나노급 6세대(1c) D램 공정을 도입하고, 로직 다이는 삼성 파운드리 4나노 공정을 사용한다.

삼성전자는 첨단 공정을 통해 속도나 전력효율 면에서 강점을 가질 수 있다고 보고 있다. 삼성전자 역시 엔비디아의 속도 기준을 충족한 것으로 전해졌다. 안정적인 수율(생산한 칩 중 결함 없는 칩의 비율) 확보가 중요한 상황이다.

메모리 3사 중 하나인 미국 마이크론은 엔비디아의 요구 조건 충족에 상대적으로 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌다.

결국 승부처는 엔비디아의 품질 검증 통과다. 엔비디아는 SK하이닉스·삼성전자·마이크론이 제출한 HBM4 샘플에 대해 품질 검증을 진행 중이다. 업계 관계자는 “내부 개발 완료보다 더 중요한 게 고객사의 품질 검증을 통과하느냐 여부”라며 “이를 통과해야 양산도 할 수 있는 것”이라고 말했다.