[이코노미스트 정두용 기자] SK하이닉스가 현존 고대역폭메모리(HBM) 최대 용량인 36기가바이트(GB)를 구현한 HBM3E 12단 신제품을 세계 최초로 양산하기 시작했다고 26일 밝혔다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 데이터 처리 속도를 끌어올린 고부가가치·고성능 제품이다.

HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E) 순으로 개발됐다. HBM3E는 HBM3의 확장(Extended) 버전을 말한다. SK하이닉스가 이번에 양산에 돌입한 HBM3E 12단 신제품 이전의 HBM3E의 최대 용량은 3GB D램 단품 칩 8개를 수직 적층한 24GB였다.

SK하이닉스 측은 “양산 제품을 연내 고객사에 공급할 예정”이라며 “지난 3월 HBM3E 8단 제품을 업계 최초로 고객에게 납품한 지 6개월 만에 또 한 번 압도적인 기술력을 증명했다”고 전했다.

SK하이닉스는 2013년 세계 최초로 HBM 1세대(HBM1)를 출시한 바 있다. HBM 5세대(HBM3E)까지 전 세대 라인업을 개발해 시장에 공급해 온 유일한 기업이다. 인공지능(AI) 서비스 확산에 따라 고성능 제품에 대해 높아진 시장 수요를 이번 신제품 양산으로 대응할 수 있다고 SK하이닉스 측은 자신했다.

SK하이닉스 측은 HBM3E 12단 제품에 대해 “AI 메모리에 필수적인 속도·용량·안정성 등 모든 부문에서 세계 최고 수준을 충족시켰다”고 소개했다. 제품의 동작 속도를 현존 메모리 최고 속도인 9.6Gbps로 높였다. 이는 이번 제품 4개를 탑재한 단일 그래픽처리장치(GPU)로 거대언어모델(LLM)인 ‘라마3 70B’를 구동할 경우, 700억 개의 전체 파라미터를 초당 35번 읽어낼 수 있는 수준이다. 라마 3는 지난 4월 메타가 공개한 오픈소스 LLM이다. 파라미터 수를 기준으로 80억(8B)·700억(70B)·4000억(400B) 모델로 나뉜다.

HBM3E 12단 제품은 기존 8단 제품과 동일한 두께로 3GB D램 칩 12개를 적층해 용량이 50% 늘어났다. SK하이닉스는 이를 위해 D램 단품 칩을 기존보다 40% 얇게 만들고 TSV(Through Silicon Via·D램 칩에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 상층과 하층 칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극으로 연결하는 어드밴스드 패키징 기술)을 활용해 수직으로 쌓았다.

얇아진 칩을 더 높이 쌓을 때 생기는 구조적 문제도 해결했다. SK하이닉스 핵심 기술인 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 공정을 이번 제품에 적용해 전 세대보다 방열 성능을 10% 높였다. 이를 통해 강화된 휨 현상 제어했고, 제품의 안정성과 신뢰성을 확보했다. MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고, 굳히는 공정을 말한다. SK하이닉스의 어드밴스드 MR-MUF는 기존 공정보다 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이고, 휨 현상 제어(Warpage control)도 우수해 안정적인 HBM 양산성을 확보하는 데 핵심이 되고 있다.

김주선 SK하이닉스 AI Infra담당(사장)은 “당사는 다시 한번 기술 한계를 돌파하며 시대를 선도하는 독보적인 AI 메모리 리더로서의 면모를 입증했다”며 “앞으로도 AI 시대의 난제들을 극복하기 위한 차세대 메모리 제품을 착실히 준비해 ‘글로벌 1위 AI 메모리 프로바이더(Provider)’로서의 위상을 이어가겠다”고 말했다.

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