삼성 vs 하이닉스, HBM4 양산 4대 관전포인트

요즘 AI 반도체 시장의 열기가 식을 줄 모르죠? 그 심장부에서 벌어지는 삼성전자와 SK하이닉스의 HBM(고대역폭 메모리) 전쟁은 그야말로 점입가경입니다. 이제 시장의 관심은 차세대 HBM4로 빠르게 옮겨가고 있는데요. 과연 ‘HBM4 양산’의 첫 테이프는 누가 끊게 될까요? 이번 글에서는 이 세기의 대결을 더 흥미진진하게 지켜볼 수 있는 4가지 핵심 관전 포인트를 알기 쉽게 짚어드립니다.

꿈의 메모리 HBM4, 양산 경쟁 점화

AI 시대의 핵심 동력인 고대역폭 메모리(HBM) 시장의 패권 경쟁이 차세대 HBM4로 옮겨붙었습니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 2025년 하반기 샘플 공급을 목표로 기술 개발에 사활을 걸고 있으며, 누가 먼저 ‘HBM4 양산‘의 포문을 열지 업계의 모든 시선이 집중되고 있습니다.

HBM4는 기존 HBM3E 대비 데이터 처리 속도를 결정하는 I/O(입출력 단자) 수를 두 배로 늘린 2048개를 적용, 대역폭을 획기적으로 끌어올린 것이 특징입니다. 또한, D램 다이를 수직으로 쌓을 때 쓰는 ‘범프(Bump)’를 없앤 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 기술 도입이 유력해, 더 얇고 효율적인 칩 구현이 가능해질 전망입니다.

특히 HBM4부터는 메모리 스택 최하단에 위치한 ‘베이스 다이’를 최첨단 로직 공정으로 제작할 수 있게 됩니다. 이는 메모리 기업이 자체 기술력만으로 제품을 완성하기 어려워졌음을 의미하며, 파운드리와의 협력 관계가 HBM4 시장의 판도를 가를 핵심 변수로 떠올랐습니다.

하이브리드 본딩’ 기술, 누가 먼저?

여러분, 레고 블록을 접착제 없이도 딱 맞게 쌓는 상상, 해보셨나요? 하이브리드 본딩이 바로 그런 기술이에요. D램 칩을 한 몸처럼 붙여 ‘HBM4 양산’ 성능을 극한으로 끌어올리는 거죠. 삼성과 하이닉스, 과연 누가 먼저 이 기술을 완벽히 구현해낼까요?

기존 방식과 비교하면 장단점이 확실해요. 마치 양날의 검 같달까요?

• 장점: 칩 두께는 더 얇게, 데이터 처리 속도는 더 빠르게, 전력 효율은 더 높게 만들 수 있어요.
• 단점: 먼지 한 톨도 용납하지 않는 초정밀 공정이 필요해서 수율 확보가 정말 까다롭죠.
• 결론: 성공만 한다면 HBM 시장의 ‘게임 체인저’가 될 수 있는 기술이에요.

복잡한 과정이지만, 우리가 이해하기 쉽게 3단계로 나눠볼게요.

1. 1단계 (표면 처리): 웨이퍼 표면을 원자 단위로 매끄럽게 연마해요. 바닥이 평평해야 블록을 잘 쌓을 수 있는 것과 같아요.
2. 2단계 (직접 연결): 칩과 칩 사이의 구리 배선을 ‘범프’라는 돌기 없이 직접 맞대어 붙여요. 중간 장애물이 사라지니 신호가 훨씬 빨리 전달되겠죠?
3. 3단계 (적층): 이렇게 준비된 D램 칩들을 차곡차곡 쌓아 올려 하나의 HBM 패키지를 완성합니다.

결국 이 까다로운 기술을 누가 먼저 안정적으로 양산에 적용하느냐가 승부의 관건이 될 거예요. 여러분은 어느 쪽의 기술력에 더 마음이 가시나요?

큰 손 엔비디아, 누구 손을 잡을까

차세대 AI 칩의 핵심 부품인 HBM4 시장의 주도권은 결국 최대 고객사 엔비디아의 선택에 달렸습니다. 엔비디아는 어떤 기준으로 삼성전자와 SK하이닉스를 평가하고 있을까요? 다음 단계를 통해 엔비디아의 선택 기준을 명확히 파악해보세요.

먼저, 엔비디아가 요구하는 ‘맞춤형 HBM4’ 제작 능력을 확인해야 합니다. 엔비디아는 단순한 메모리 공급사가 아닌, 자사 GPU 아키텍처에 최적화된 제품을 만들어낼 파트너를 원합니다. 기존 1024개에서 2048개로 늘어날 데이터 입출력 통로(I/O) 개수와 같은 까다로운 요구사항을 누가 더 잘 충족하는지 살펴보세요.

다음으로, HBM4의 핵심 기술인 ‘하이브리드 본딩’의 기술 성숙도를 분석해야 합니다. 이 기술은 칩을 더욱 미세하게 쌓아 성능을 극대화하는 열쇠입니다. 각 회사가 발표하는 테스트 칩의 수율이나 성능 시연 결과를 비교하며, 어느 쪽의 기술이 더 안정적인지 판단하는 것이 중요합니다. 기술의 안정성이 곧 제품의 성능을 좌우하기 때문입니다.

마지막으로, 실제 양산 능력과 공급 안정성을 점검해야 합니다. ‘HBM4 양산’ 누가 스타트 끊나… 삼성·하이닉스 초읽기 승부의 핵심은 바로 이 지점입니다. 아무리 기술이 뛰어나도 제때, 필요한 물량을 공급하지 못하면 의미가 없습니다. 가장 먼저 안정적인 수율로 대량 공급을 시작하는 기업이 엔비디아의 최종 선택을 받을 확률이 높습니다.

삼성전자와 SK하이닉스의 기술 경쟁은 매우 치열하며 상황은 계속 변동될 수 있습니다. 섣부른 판단보다는 양사의 공식 발표나 엔비디아의 GTC와 같은 주요 행사에서 공개되는 정보를 지속적으로 확인하며 최종 승자를 예측하는 것이 가장 정확한 방법입니다.

기술력 넘어 ‘수율’이라는 큰 산

HBM4의 놀라운 성능 이면에는 ‘수율’이라는 거대한 장벽이 있습니다. 아무리 뛰어난 기술도 안정적인 대량 생산으로 이어지지 못하면 시장에서 빛을 보기 어렵죠. 이 문제를 어떻게 해결하느냐가 ‘HBM4 양산’ 성공의 진정한 열쇠입니다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 올리는 복잡한 구조를 가집니다. 특히 HBM4는 16단까지 적층이 예상되면서 기존의 기술적 난이도를 뛰어넘는 문제들이 발생하고 있습니다.

D램을 종이처럼 얇게 갈아내 쌓아 올리다 보니, 웨이퍼가 활처럼 휘는 ‘휨 현상’이 심각한 문제로 대두됩니다. 이렇게 휜 칩은 정밀한 연결을 방해하여 대규모 불량으로 이어질 수 있습니다.

“12단을 넘어 16단으로 가면서 칩의 휨 현상을 제어하는 것이 HBM 수율의 핵심 과제가 되었습니다. 이는 마치 종이 한 장을 더 쌓는 것과는 차원이 다른 문제입니다.” – 반도체 업계 관계자

미래 HBM4에 적용될 ‘하이브리드 본딩’ 기술은 칩과 칩 사이를 솔더볼 없이 직접 구리로 연결하는 첨단 기술입니다. 하지만 이 방식은 아주 작은 먼지나 단차에도 치명적이라, 극도로 청결한 공정 환경과 나노미터 단위의 정밀 제어가 요구됩니다.

삼성전자와 SK하이닉스는 이 수율 문제를 해결하기 위해 각자의 방식으로 첨단 패키징 기술 고도화에 사활을 걸고 있습니다.

SK하이닉스는 기존 HBM3E에서 검증된 MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill) 공정을 더욱 발전시킨 ‘어드밴스드 MR-MUF’를 해결책으로 제시합니다. 칩 사이에 액체 형태의 보호재를 주입해 한 번에 굳히는 방식으로, 칩을 효과적으로 보호하고 휨 현상을 제어하여 수율을 높이는 데 강점이 있습니다.

“MR-MUF 방식은 공정이 단순하고 열 방출에 유리해, 다단 적층 HBM의 수율과 신뢰성을 확보하는 데 가장 현실적인 대안으로 평가받고 있습니다.” – 공정 기술 전문가

삼성전자는 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재(NCF)를 까는 TC-NCF(열압착 비전도성 접착 필름) 기술의 완성도를 높이고 있습니다. 새로운 필름 소재를 개발하고 공정을 최적화하여 휨 현상을 최소화하고 각 층의 접착 신뢰도를 높이는 데 집중하고 있습니다.

결국 ‘HBM4 양산’ 경쟁은 단순히 기술을 먼저 개발하는 것을 넘어, 누가 먼저 안정적인 수율을 확보하여 고객에게 제품을 원활히 공급할 수 있느냐의 싸움이 될 것입니다. 첨단 패키징 기술을 둘러싼 두 거인의 치열한 수 싸움이 더욱 흥미로워지는 이유입니다.

승자독식 HBM 시장, 미래 판도는?

현재 HBM 시장은 SK하이닉스가 주도권을 쥔 형국이지만, 삼성전자가 막강한 자본과 ‘턴키’ 전략을 앞세워 맹추격하고 있습니다. 차세대 HBM4 시장의 패권은 누가 차지하게 될까요? ‘HBM4 양산’ 누가 스타트 끊나… 삼성·하이닉스 초읽기 승부가 시장의 가장 큰 관심사입니다.

삼성전자의 가장 큰 무기는 메모리, 파운드리, 첨단 패키징을 아우르는 ‘턴키(Turn-key)’ 생산 능력입니다. 고객사 입장에서 개발부터 생산까지 한 곳에서 해결할 수 있다는 점은 큰 매력입니다. 또한, 기존 D램 공정에서 오랫동안 사용해 온 NCF(비전도성 필름) 기술의 숙련도를 바탕으로 12단 이상 고단 적층 제품에서 원가 경쟁력을 확보하겠다는 전략입니다.

SK하이닉스는 HBM3 시장을 선점하게 한 일등공신인 MR-RUF(매스 리플로우 몰디드 언더필) 공정 기술을 고도화하는 데 집중하고 있습니다. 이 기술은 열 방출과 공정 효율성에서 강점을 보여왔으며, 이를 통해 쌓은 엔비디아 등 핵심 고객사와의 두터운 신뢰 관계는 무엇과도 바꿀 수 없는 자산입니다. 시장 선도자로서의 경험과 안정성이 최대 강점입니다.

결론적으로, 어느 한쪽의 압도적 우위를 점치기는 어렵습니다. 삼성전자의 ‘턴키’ 전략은 AI 칩 설계부터 생산까지 통합 솔루션을 원하는 고객에게 강력하게 어필할 수 있습니다. 반면, SK하이닉스가 기존 시장에서 보여준 기술적 안정성과 고객 신뢰는 차세대 시장에서도 큰 영향력을 발휘할 것입니다. HBM4의 미래 판도는 결국 누가 먼저 안정적인 수율로 대규모 양산에 성공하느냐에 따라 결정될 전망입니다.