삼성·SK하이닉스, 美 핫칩스서 차세대 HBM 기술 맞대결

[아이뉴스24 권서아 기자] 삼성전자와 SK하이닉스가 이달 미국에서 열리는 반도체 학회 '핫 칩스(Hot Chips) 2026'에서 차세대 고대역폭 메모리(HBM) 기술을 나란히 발표한다.

10일 핫 칩스에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 오는 23~25일(현지시간) 미국 스탠퍼드대에서 열리는 행사에 참가한다. 양사는 첫날 오전 열리는 '메모리 기술(Memory Technology)' 튜토리얼에서 미국 메모리 업체 마이크론에 이어 각각 연단에 오른다. 삼성전자는 HBM 베이스다이(최하단 층), SK하이닉스는 HBM 첨단 패키징(반도체 후공정)을 주제로 발표한다.

삼성, HBM '두뇌' 베이스다이 전면에…PIM·CXL도 공개

삼성전자 발표는 HBM4(6세대)·HBM4E(7세대)·HBM5(8세대) 베이스다이 설계를 담당하는 한상욱 PL이 맡는다. 발표 제목은 'HBM 베이스다이: 로직 공정을 활용해 HBM은 앞으로 어떻게 진화할 것인가'다.

베이스다이는 적층된 D램의 최하단 층에서 그래픽처리장치(GPU) 등 연산장치와 연결돼 데이터 입출력과 신호·전력 등을 제어한다.

HBM4부터 메모리와 GPU를 연결하는 데이터 입출력(I/O) 통로가 HBM3E(5세대)의 1024개에서 2048개로 두 배 늘어나면서 베이스다이의 역할도 커지고 있다.

삼성전자는 HBM4에 10나노급 6세대(1c) D램과 4나노 로직 베이스다이를 적용했다. 핀당 11.7초당 기가비트(Gbps)를 안정적으로 구현하고 최대 13Gbps, 단일 스택 기준 최대 3.3초당 테라바이트(TB/s)의 대역폭을 지원한다.

메모리와 파운드리(반도체 위탁생산)를 함께 보유한 강점을 고객 맞춤형 HBM으로 확장한다는 전략이다.

삼성은 25일 별도 메모리 세션에서도 연산 기능을 메모리에 넣은 '저전력 D램(LPDDR5X)-핌(PIM)'을 공개한다. 모바일용 저전력 D램이 일부 연산을 직접 수행해 애플리케이션프로세서(AP)와 메모리 사이의 데이터 이동을 줄이는 기술이다.

같은 세션에서는 국내 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 반도체 설계(팹리스) 스타트업인 엑시나와 삼성전자가 CXL 기반 컴퓨테이셔널 메모리 'MX1'을 공동 발표한다. 엑시나의 대표 상품인 MX1은 데이터를 중앙처리장치(CPU)나 GPU로 반복 이동시켜 처리하는 기존 방식과 달리 메모리 반도체 옆에서 연산을 수행해 데이터 이동을 줄이는 방식이다.

SK하이닉스는 '쌓는 기술'…고단 HBM 패키징 승부

SK하이닉스에서는 패키지 엔지니어링을 담당하는 이재식 SK하이닉스 아메리카 부사장이 'HBM을 위한 첨단 패키징'을 발표한다. HBM은 여러 장의 D램을 수직으로 쌓는 제품인 만큼 적층 수가 늘어날수록 칩 두께와 발열, 휨을 잡는 패키징 기술이 성능과 수율(정상품 비율)을 좌우한다.

SK하이닉스는 주력 패키징 기술인 '어드밴스드 매스 리플로 몰디드언더필(MR-MUF)'를 최근 공급한 12단 HBM4E 샘플에도 적용했다. 이 제품은 핀당 최대 16Gbps를 지원하고 HBM4 대비 에너지 효율을 20% 이상 개선했다.

HBM4E 16단 이상 제품에는 기존 어드밴스드 MR-MUF와 범프(납땜) 없이 칩을 직접 붙이는 차세대 접합 기술 '하이브리드 본딩'을 모두 검토하고 있다. 다만 핫 칩스는 이번 발표에서 어떤 패키징 방식을 구체적으로 다룰지는 공개하지 않았다.

올해 핫 칩스에는 AI 반도체 기업도 대거 출동한다. 엔비디아는 차세대 '루빈 GPU'를, 미국 AMD는 '인스팅트 MI400' 시리즈 GPU를 각각 발표한다. 구글과 메타, 마이크로소프트(MS) 등 자체 AI 반도체를 개발하는 빅테크도 프로그램에 이름을 올렸다.

한편, 1989년 시작된 핫 칩스는 고성능 프로세서와 메모리, 시스템 반도체의 최신 설계를 공개하는 대표 반도체 학회다.