SK하이닉스 “HBM4 12단 양산·16단 인증 중”…하이브리드 본딩으로 20단 이상도 준비 [비즈360]

[헤럴드경제=박지영 기자] SK하이닉스가 6세대 고대역폭메모리인 HBM4 12단 제품은 현재 양산(Production) 중이고, 16단 제품은 인증 단계(Qualification)에 진입했다고 공식적으로 23일(현지시간) 밝혔다.

한때 SK하이닉스는 엔비디아의 성능 상향 요구에 따라 설계 변경 등으로 공급 일정 지연 가능성 등 여러 소문에 시달린 바 있다. 하지만 이번 발표로 HBM4 12단 제품 양산이 정상적으로 진행되고 있다는 점을 재확인한 동시에 16단 또한 고객 인증 단계까지 진척됐다는 점까지 처음으로 구체화했다.

아울러 SK하이닉스는 향후 HBM 적층 수가 20단 이상으로 늘어날 것에 대비해 기존 MR-MUF(매스리플로우-몰디드언더필)방식을 넘어 하이브리드 본딩을 적용하는 방안을 제시했다.

업계에 따르면 이날 열린 미국 실리콘밸리에서 열린 고성능 반도체·컴퓨팅 아키텍처 컨퍼런스 ‘핫칩스(Hot Chips)’에서 이재식 SK하이닉스 아메리카 패키지 엔지니어링 부사장은 ‘HBM을 위한 첨단 패키징(Advanced Packaging for High Bandwidth Memory)’이라는 주제로 발표하며 이같은 내용을 설명했다.

SK하이닉스의 HBM4는 지난해부터 여러 루머에 시달린 바 있다. 지난해 말에는 개발된 HBM4 제품에서 문제가 발생해 제품을 처음부터 다시 ‘재설계’한다는 루머도 있었고, 엔비디아가 차세대 GPU(그래픽처리장치)인 루빈에 들어갈 HBM4의 성능을 8~10Gbps에서 11Gbps로 상향하면서 하이닉스의 HBM4 인증이 지연되고 있다는 얘기까지 흘러나왔다.

하지만 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 지난 6월 5일, 한국 취재진과 만나 진행한 질의응답에서 “3사(삼성전자·SK하이닉스·마이크론) 모두 (HBM4)의 퀄 테스트를 통과했다”고 밝히며 여러 루머를 일축시켰다.

이후 SK하이닉스도 2분기 컨퍼런스콜에서 “HBM4는 2분기부터 주요 고객사에 양산 공급을 시작했으며, 양산 수율과 품질이 성숙 단계에 진입한 전세대 HBM3E 제품과 근접한 수준”이라며 “안정적으로 공급 능력을 극대화(램프업)하고 있다”고 설명했다.

이 부사장의 발언으로 HBM4 16단 제품 또한 퀄 테스트 중인 것으로 확인됐다. 앞서 SK하이닉스는 올해 초 CES 2026에서 16단 시제품을 처음으로 공개하며 “고객사의 일정에 맞춰 양산품 개발도 순조롭게 진행되고 있다”고 설명한 바 있다. 이날 발언으로 현재 상태가 더 구체화된 것이다.

반면 삼성전자는 올해 1월 진행된 2025년 4분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 “HBM4 16단 제품의 경우 고객 수요가 매우 제한적이고, 올해 계획하고 있는 동일 용량의 HBM4E 12단 제품의 샘플링을 고려하면 굳이 16단 제품의 양산 사업화는 불필요하다고 판단한다”고 언급했다. 다만 “16단 패키지 또한 양산 가능한 수준으로 이미 기술을 확보해둔 상태로 고객 요구사항 변화가 있더라도 이에 대한 적극 대응에는 문제 없을 것”이라고 덧붙인 바 있다.

이재식 SK하이닉스 부사장은 또 16단을 넘어 20단 이상으로 HBM을 적층하기 위한 핵심 기술로 ‘하이브리드 본딩’을 제시했다. 현재 HBM은 D램 칩 사이를 미세 범프(연결고리)로 연결한 뒤 빈 공간을 채우는 방식이 주로 활용된다. 하지만 높게 쌓을수록 개별 D램 칩을 얇게 만들어야 하고, 칩의 휨(Warpage) 현상과 발열을 동시에 해결해야 하는 부담이 커진다.

반면 하이브리드 본딩은 기존 범프를 이용하는 대신 칩과 칩을 직접 붙이는 기술이다. 이 부사장에 따르면 하이브리드 본딩을 적용하면 동일한 적층 높이에서도 개별 D램 다이를 더 두껍게 유지하면서 범프 간격을 18㎛ 이하로 줄일 수 있어 성능과 열효율을 동시에 높일 수 있다는 설명이다.

향후 HBM 성능 향상을 위해서 SK하이닉스는 두 가지 핵심 요소에 집중하고 있다고 밝혔다. 이 부사장은 “하나는 데이터 I/O(핀수, 데이터가 드나드는 통로)를 확장하고 I/O당 속도를 높여 대역폭을 확대하는 것이고, 하나는 로직 다이와 더 많은 TSV(실리콘전통관극 기법)를 통해 전력 효율을 개선하는 것”이라고 밝혔다.

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