KPI뉴스 - SK하이닉스·TSMC, AI 반도체 동맹…HBM4 공동 개발

SK하이닉스가 세계 파운드리(반도체 위탁생산) 1위인 대만 TSMC와 AI(인공지능) 반도체 동맹을 맺었다.
 

차세대 HBM(고대역폭 메모리)를 둘러싸고 삼성전자와 접전을 벌여온 두 회사가 손잡으면서 AI 반도체 시장의 선두 경쟁도 한층 더 치열해질 전망이다.
 

▲ SK하이닉스 기업 로고 [SK하이닉스 제공]

SK하이닉스는 TSMC와 손잡고 6세대 HBM(HBM4) 생산과 최첨단 패키징 기술 고도화에 나선다고 19일 밝혔다.

두 회사는 최근 대만 타이페이에서 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결하고 2026년 양산 예정인 차세대 HBM(HBM4) 개발 및 생산에서 긴밀히 협력하기로 합의했다.

엔비디아와 HBM 파트너인 SK하이닉스가 TSMC와 손잡으면서 '엔비디아-TSMC-SK하이닉스' 동맹도 공식화됐다. AI 반도체 시장의 절대강자인 엔비디아는 AI 가속기에 탑재되는 HBM을 SK하이닉스에서 공급받아 TSMC에 위탁생산을 맡겨 왔다.

SK하이닉스는 "AI 메모리 글로벌 리더로서 파운드리 1위 기업인 TSMC와 힘을 합쳐 HBM 기술 혁신을 이끌어 내겠다"며 "고객-파운드리-메모리로 이어지는 3자간 기술 협업을 바탕으로 메모리 성능의 한계를 돌파할 것"이라고 강조했다.
 

▲ 대만 TSMC 공장 전경. [TSMC 웹사이트 캡처]

SK하이닉스와 TSMC는 HBM 패키지의 최하단에 탑재되는 베이스 다이(Base Die) 성능 개선에 나설 예정이다.

HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(Core Die)를 쌓아 올린 뒤 이를 TSV 기술로 수직 연결해 만들어진다.

TSV(Through Silicon Via)는 D램 칩에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 전극으로 상층과 하층 칩의 구멍을 수직으로 관통해 연결하는 기술이다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 수행한다.

SK하이닉스는 5세대 제품인 HBM3E까지는 자체 공정으로 베이스 다이를 만들었지만 6세대 기술인 HBM4부터는 TSMC와 협업해 초미세 작업인 로직(Logic) 선단 공정을 활용할 계획이다.

SK하이닉스의 HBM 기술력과 TSMC가 보유한 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate) 기술을 결합해 좀 더 많은 고객의 다양한 요구에 대응하기 위해서다.

CoWoS는 TSMC가 특허권을 지닌 고유 공정으로 인터포저(Interposer)라는 특수 기판 위에 로직 칩인 GPU와 xPU, HBM을 올려 연결하는 패키징 방식이다. 수평(2D) 기판 위에서 로직 칩과 수직 적층(3D)된 HBM이 하나로 결합되는 형태라 2.5D 패키징으로도 불린다.

SK하이닉스는 다이 생산에 초미세 공정을 적용하면 다양한 기능을 추가할 수 있다고 보고 이를 통해 성능과 전력 효율 등 고객들의 폭넓은 요구에 맞는 맞춤형(Customized) HBM을 생산할 계획이다.
 

▲ SK하이닉스가 대량 양산에 성공한 HBM3E [SK하이닉스 제공]

SK하이닉스 김주선 사장(AI Infra담당)은 "TSMC와의 협업으로 최고 성능의 HBM4를 개발하고 글로벌 고객들과 개방형 협업(Open collaboration)에도 속도를 낼 계획"이라고 밝혔다.

이어 "고객맞춤형 메모리 플랫폼(Custom Memory Platform) 경쟁력을 높여 '토털(Total) AI 메모리 프로바이더(Provider)'로서의 위상을 확고히 하겠다"고 했다.

TSMC 케빈 장(Kevin Zhang, 张晓强) 수석부사장(공동 부최고운영책임자, Deputy Co-COO)은 "HBM4에서도 양사는 긴밀하게 협력해 고객의 AI 기반 혁신에 키(Key)가 될 최고의 통합 제품을 제공할 것"이라고 말했다.

KPI뉴스 / 김윤경 기자 yoon@kpinews.kr

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