다음 달 23일 美 ‘핫칩스’서 발표

1989년부터 열린 차세대 반도체 기술 학회

삼성 파운드리 바탕 베이스다이 역량 강조

SK하이닉스는 첨단 패키징 기술 소개

삼성전자, AI 추론용 저전력D램·CXL 기술 설명도

삼성전자 ‘HBM4E 12단’ 샘플 [삼성전자 제공]
삼성전자 ‘HBM4E 12단’ 샘플 [삼성전자 제공]

[헤럴드경제=이정완 기자] 삼성전자와 SK하이닉스가 다음 달 미국 실리콘밸리에서 열리는 고성능 반도체 학회 ‘핫 칩스(Hot Chip)’에서 고대역폭메모리(HBM)에 대해 발표한다. 양사가 집중하고 있는 HBM 최신 기술 트렌드에 대해 설명할 예정이다.

31일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 다음 달 23일부터 25일까지 미국 스탠포드대에서 열리는 핫칩스에 참석해 첫날 튜토리얼 발표를 진행한다. 인공지능(AI) 반도체에서 메모리 기술 중요성이 높아짐에 따라 두 회사가 HBM에 대해 설명하는 세션을 갖는다.

1989년부터 시작된 핫 칩스는 매년 8월 미국 실리콘밸리에서 개최돼 왔다. 차세대 반도체 기술이 공개되는 학회로 실제 제품과 실현 가능한 기술에 중점을 두고 있다. 반도체 업계 핵심 기업도 대거 참석한다. 올해도 엔비디아를 비롯 브로드컴, 마이크론, 인텔, AMD, Arm, 인피니언 등이 발표를 진행한다. AI 투자에 한창인 구글과 메타, 마이크로소프트, 오픈AI 등도 연사로 나선다.

삼성전자는 파운드리와 연계한 HBM 베이스 다이 기술에 대해 발표한다. 한상욱 삼성전자 PL이 로직 공정을 활용한 향후 HBM 진화 방향성에 대해 설명한다. 한 PL은 HBM4·4E·5 베이스 다이 설계팀을 이끌고 있다.

삼성전자는 6세대 HBM4부터 기존 메모리 공정 대신 삼성 파운드리 4나노 4세대 공정을 도입해 HBM의 성능과 전력 효율을 끌어올렸다. 베이스 다이는 코어 다이 하부에 위치해 CPU(중앙처리장치)·GPU(그래픽처리장치) 등 외부 프로세서와 HBM 간 데이터를 연결하는 역할을 한다.

삼성전자는 파운드리 사업 역량을 미래 HBM 핵심 경쟁력을 꼽고 있다. HBM 코어 다이는 메모리사업부가 만들고 베이스 다이는 파운드리 사업부가 제조해 패키징까지 원스톱(One-stop)으로 가능하다는 설명이다.

삼성전자는 앞으로도 로직 공정을 활용해 고객사의 고성능 요구에 대응한다는 전략이다. 삼성전자는 향후 8세대 HBM5 베이스 다이에 GAA(Gate-All-Around) 구조 기반 2나노 선단 공정을 도입해 동작 속도와 전력 효율에서 큰 폭의 개선을 기대한다.

SK하이닉스는 7세대 고대역폭 메모리 HBM4E 12단 샘플 [SK하이닉스 제공]
SK하이닉스는 7세대 고대역폭 메모리 HBM4E 12단 샘플 [SK하이닉스 제공]

SK하이닉스는 HBM 첨단 패키징 기술에 대해 설명한다. 패키지 엔지니어링을 담당하는 이재식 SK하이닉스 아메리카 부사장이 발표를 맡는다. 이 부사장은 엔비디아·퀄컴·구글·메타 등을 거쳐 2023년 SK하이닉스에 합류했다.

D램을 겹겹이 쌓는 HBM은 패키징 기술 중요성이 높다. SK하이닉스는 지난달 주요 고객사에 7세대 HBM4E 12단 샘플을 공급했는데, 여기에도 회사만의 어드밴드스 MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill) 공정이 적용됐다.

MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고 굳히는 공정이다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고 열 방출에도 효과적이다.

SK하이닉스는 16단 이상 HBM 시대에 준비하기 위해 하이브리드 본딩 방식도 검토하고 있다. 칩과 칩 사이에 범프를 형성하지 않고 구리와 구리를 직접 접합시키는 기술로 이를 통해 칩 전체 두께가 얇아져 고단 적층이 가능해진다.

한편, 삼성전자는 이번 핫칩스에서 차세대 메모리 기술에 대해 AI 추론을 위한 저전력 D램인 ‘LPDDR5X-PIM’ 기술에 대해 소개한다. 세계 최초 LPDDR 기반 PIM(지능형 메모리) 설루션으로 메모리 내부에 연산 기능을 직접 탑재한 게 특징이다. PIM을 활용하면 메모리가 직접 단순 연산을 처리해 병목을 줄이고 전력 효율을 높인다.

차세대 HBM이라 불리는 CXL(Compute Express Link)에 관한 발표도 진행한다. CXL은 CPU(중앙처리장치), GPU, 메모리를 유기적으로 소통할 수 있도록 만드는 차세대 연결 기술로 현재 구조에선 메인보드에 연결할 수 있는 D램에 제한이 있지만 CXL을 지원하는 CMD-D(CXL 메모리 모듈)를 연결하면 메모리 용량이 대폭 확장된다.


jeongwan@heraldcorp.com