SK하이닉스, TSMC와 AI 메모리 손 잡았다

SK하이닉스가 지난 달 말 제품 공급을 시작한 AI용 메모리 신제품 ‘HBM3E’. 사진제공｜SK하이닉스

HBM 1위 기업과 파운드리 1위 기업의 협력

차세대 고대역폭메모리 생산과
어드밴스드 패키징 기술 강화
2026년 6세대 HBM 개발 계획
“메모리 한계 깨고 기술혁신 도전”

SK하이닉스가 대만의 TSMC와 인공지능(AI) 메모리 부문에서 손을 잡았다. 차세대 고대역폭메모리(HBM) 생산과 어드밴스드 패키징 기술 역량을 강화하기 위해 긴밀히 협력하기로 했다.

두 회사는 최근 대만 타이페이에서 이같은 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. SK하이닉스는 TSMC와 협업해 2026년 양산 예정인 6세대 HBM(HBM4)를 개발한다는 계획이다. 최근 고성능의 HBM을 개발하는 등 AI 메모리 시장에서 주도권 확보에 속도를 내고 있는 삼성전자와의 경쟁이 치열할 전망이다.

●베이스 다이 성능 개선

SK하이닉스와 TSMC의 협력은 HBM 1위 기업과 파운드리 1위 기업의 협력으로 큰 관심을 모은다. SK하이닉스는 이와 관련해 “AI 메모리 글로벌 리더인 당사는 파운드리 1위 기업 TSMC와 힘을 합쳐 또 한번의 HBM 기술 혁신을 이끌어 내겠다”며 “고객-파운드리-메모리로 이어지는 3자 간 기술 협업을 바탕으로 메모리 성능의 한계를 돌파할 것이다”고 밝혔다.

양사는 우선 HBM 패키지 내 최하단에 탑재되는 베이스 다이의 성능 개선에 나설 계획이다. HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이를 쌓아 올린 뒤 이를 TSV(Through Silicon Via) 기술로 수직 연결해 만든다. TSV는 D램 칩에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 상층과 하층 칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극으로 연결하는 상호연결 기술이다. 베이스 다이는 그래픽처리장치(GPU)와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 수행한다.

SK하이닉스는 5세대인 HBM3E까지는 자체 공정으로 베이스 다이를 만들었으나, HBM4부터는 로직 선단 공정을 활용할 계획이다. 이 다이를 생산하는 데 초미세 공정을 적용하면 다양한 기능을 추가할 수 있기 때문이다. 회사는 이를 통해 성능과 전력 효율 등 고객들의 요구에 부합하는 맞춤형 HBM을 생산한다는 계획이다.


●“개방형 협업 속도”

양사는 또 SK하이닉스의 HBM과 TSMC의 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate) 기술 결합을 최적화하기 위해 협력하고, HBM 관련 고객 요청에 공동 대응키로 했다. CoWoS는 TSMC가 특허를 갖고 있는 고유 공정으로, 인터포저라는 특수 기판 위에 로직 칩인 GPU·xPU와 HBM을 올려 연결하는 패키징 방식이다. 수평(2D) 기판 위에서 로직 칩과 수직 적층(3D)된 HBM이 하나로 결합되는 형태라 2.5D 패키징으로도 불린다.

김주선 SK하이닉스 사장(AI 인프라담당)은 “TSMC와의 협업을 통해 최고 성능의 HBM4를 개발하는 것은 물론, 글로벌 고객들과의 개방형 협업에도 속도를 낼 것이다”며 “앞으로 당사는 고객맞춤형 메모리 플랫폼 경쟁력을 높여 ‘토털 AI 메모리 프로바이더’의 위상을 확고히 하겠다”고 말했다.

케빈 장 TSMC 수석부사장은 “TSMC와 SK하이닉스는 수 년간 견고한 파트너십을 유지하며 최선단 로직 칩과 HBM을 결합한 세계 최고의 AI 솔루션을 시장에 공급해 왔다”며 “HBM4에서도 양사는 긴밀하게 협력해 고객의 AI 기반 혁신에 ‘키’가 될 최고의 통합 제품을 제공할 것이다”고 말했다.

김명근 스포츠동아 기자 dionys@donga.com 기자의 다른기사 더보기