글로벌 인공지능(AI) 반도체 시장의 핵심 부품인 고대역폭메모리(HBM) 분야에서 한국 기업들의 경쟁이 새로운 국면에 접어들었다. SK하이닉스가 6세대 제품인 HBM4 12단 제품의 양산 시기를 2025년 하반기로 앞당기며, 삼성전자와의 AI 메모리 주도권 경쟁이 본격화되고 있다는 소식이 9월 8일 업계 관계자들을 통해 전해졌다.
HBM4 세계 최초 양산, 시스템 반도체 기술이 승부처
SK하이닉스는 HBM4 12단 제품을 세계 최초로 양산 체제에 진입시켰다고 밝혔다. 해당 제품은 엔비디아의 차세대 GPU 아키텍처인 루빈(Rubin) 가속기에 탑재될 예정이며, 국내 이천·청주 생산라인을 중심으로 공급 물량을 확대하고 있는 것으로 전해졌다.
HBM4가 기존 HBM3, HBM3E와 구별되는 가장 큰 특징은 D램뿐 아니라 로직(logic) 반도체를 함께 쌓아 올리는 방식이라는 점이다. 이 때문에 메모리 제조사들은 처음으로 시스템 반도체(비메모리) 공정 기술까지 확보해야 하는 과제를 안게 됐다. SK하이닉스는 이 문제를 해결하기 위해 2024년 4월 대만 TSMC와 HBM4 개발 및 차세대 패키징 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결한 바 있다. 양사는 HBM4 베이스 다이(base die)에 TSMC의 5나노급(N5) 및 12나노급(12FFC+) 로직 공정을 적용하기로 했으며, 이를 통해 성능과 전력 효율을 동시에 끌어올린다는 계획이다. 삼성전자 역시 TSMC와 파운드리 협력 체계를 구축해 2025년 하반기 HBM4 양산을 추진하고 있어, 두 회사의 기술 경쟁 구도가 한층 뚜렷해지고 있다.
규격과 가격으로 본 HBM4, AI 메모리 시장 재편
HBM4는 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 2025년 4월 확정한 표준규격(JESD270-4)을 따른다. 이 표준에 따르면 HBM4는 2048비트 폭의 넓은 인터페이스를 채택하고, 핀(pin)당 약 8기가비트(Gbps)의 데이터 전송 속도로 동작해 스택 하나당 초당 약 2테라바이트(TB)의 대역폭을 구현한다. 이는 실리콘관통전극(TSV) 방식으로 D램 칩과 로직 다이를 수직으로 연결해 구현되며, 기존 주력 제품인 HBM3E 대비 대역폭이 크게 향상된 수치다.
가격 측면에서도 HBM4는 이전 세대 대비 대폭 높은 수준에서 거래되는 것으로 전해졌다. 업계에 따르면 SK하이닉스는 엔비디아向 12단 적층 36기가바이트(GB) HBM4 칩셋 가격을 개당 약 500달러(약 70만원) 수준으로 책정한 것으로 알려졌으며, 이는 기존 HBM3E 대비 60~70%가량 높은 가격이다. TSMC의 첨단 로직 공정을 활용하는 데 따른 생산 복잡성과 비용 상승이 가격 인상의 주요 배경으로 꼽힌다.
업계에서는 SK하이닉스의 2025년 HBM 생산 물량이 사실상 완판된 것으로 알려지면서, 회사가 프리미엄 메모리 시장에서의 리더십을 한층 강화할 수 있을 것이라는 관측이 나온다. SK하이닉스는 이후 16단 적층 등 차세대 제품 개발도 순차적으로 추진할 계획이라고 밝혔다. 아울러 AI 반도체 수요 확대에 힘입어 D램을 포함한 메모리 반도체 시장 전반이 회복세로 전환될 것이라는 전망도 업계에서 제기되고 있다.
한편 삼성전자는 CES 2025에서 ‘AI for All’을 주제로 자사의 AI 기술과 스마트싱스 플랫폼을 통한 연결성 강화 전략을 선보인 바 있다. LG전자와 SK그룹 계열사들도 공동 전시관을 통해 AI 기술 경쟁력을 선보이며, 국내 IT 기업들의 글로벌 시장 존재감을 부각시켰다.
AI 반도체 시장의 급속한 성장과 함께 HBM4로 대표되는 차세대 메모리 기술은 한국 반도체 산업의 새로운 성장 동력이 될 것으로 보인다. SK하이닉스와 삼성전자의 기술 혁신 경쟁이 가속화되면서, 글로벌 AI 반도체 생태계에서 한국의 위상이 한층 강화될 것이라는 전망이 나온다.
