이 기사는 2025년 06월 10일 10시59분 thebell에 표출된 기사입니다

주문형반도체(ASIC) 시장에서 가장 앞서있는 메모리 반도체 기업은 SK하이닉스다. SK하이닉스 HBM 제품의 높은 신뢰도 때문이다. SK하이닉스는 수년째 양산을 통해 검증된 HBM 요소 기술을 기반으로 제품 개발 및 생산을 진행 중이다. 반면 삼성전자는 HBM4에서 제품 개발 단계에서 애를 먹고 있다.

다만 차세대 HBM부터 상황이 뒤바뀔 것이라는 전망도 있다. 고객사의 커스텀 HBM 수요 때문이다. 시장이 본격화화면 파운드리 및 어드밴스드 패키지 기술을 내재화한 삼성전자가 유리한 고지를 점할 수 있다.

SK하이닉스는 팬아웃웨이퍼레벨패키지(FOWLP) 등 어드밴스드 패키지 기술 내재화를 대응 전략으로 빼들었다. 이 기술을 먼저 온디바이스 인공지능(AI) 메모리에 선적용한다는 방침이다.

◇'커스텀 HBM' 시장 도래, 경쟁력 하락 우려

SK하이닉스는 올해 3월 주요 고객사들을에게 HBM4 12단 샘플을 제공했다. 경쟁사인 삼성전자, 마이크론 대비 빠른 속도다. 이에 따라 SK하이닉스는 HBM4 시장에서도 제품 안정화와 고객의 요구 사항을 반영할 수 있는 시간을 벌게 됐다.

당시 SK하이닉스는 "HBM 시장을 이끌어온 기술 경쟁력과 생산 경험을 바탕으로 당초 계획보다 조기에 HBM4 12단 샘플을 출하해 고객사들과 인증 절차를 시작한다"며 "양산 준비 또한 하반기 내로 마무리해, 차세대 AI 메모리 시장에서의 입지를 굳건히 하겠다"고 언급한 바 있다.

반면 경쟁사들은 현시점까지도 HBM4 샘플을 공급하고 있지 못한 상황이다. 삼성전자 내부 로드맵에 따르면 3분기 내 HBM4 샘플 공급을 목표하고 있는 것으로 전해진다.

업계에서는 HBM 시장에서 '승자 독식' 현상이 심화되고 있다고 분석하고 있다. HBM 자체가 커스텀 제품의 성격을 띄는 만큼 주요 AI 반도체 기업들이 복수의 메모리 벤더들을 활용하기보다는 한 개 기업의 HBM을 사용하길 원해서다.

다만 파운드리 역량이 필요한 커스텀 HBM 시장부터는 경쟁사인 삼성전자에 점유율을 내줄 수 있을 것이라는 우려도 나온다. 파운드리 공정을 내재화한 삼성전자가 커스텀 HBM 개발 및 상용화에서 두각을 나타낼 수 있어서다.

SK하이닉스는 외부 파운드리와의 협력을 택했다. HBM4부터 베이스 다이 생산을 대만 파운드리 기업 TSMC에 맡기고 있는데 커스텀 HBM 시장에서는 이 협력이 더욱 확대될 것으로 전망된다.

메모리 업계에서는 커스텀 HBM 시장이 HBM4E, HBM5부터 본격화할 것으로 보고 있다. 메모리 업계 고위 관계자는 "HBM4E부터는 JEDEC 기준을 벗어난 커스텀 형태의 HBM이 등장할 것"이라고 말했다.

◇VFO·듀얼 다이 D램, '온디바이스 AI'향 제품 개발

SK하이닉스는 차세대 메모리 시장에서의 리더십을 지키기 위해 FOWLP 등 패키지 기술 내재화도 진행 중이다. 이 패키지 기술은 전통적인 메모리 반도체에서는 사용하지 않던 기술이다.

SK하이닉스는 FOWLP 기술을 통해 온디바이스 AI 시장에 대응한다는 방침이다. SK하이닉스가 준비 중인 온디바이스향 AI 특화 메모리는 크게 두 가지다.

버티컬 팬아웃(VFO) D램으로 부르는 제품으로 복수의 LPDDR D램을 적층하는 것이 특징이다. 업계에서는 모바일 HBM이라고 부르기도 한다. 다만 HBM과는 달리 로직 역할을 담당하는 베이스다이는 활용하지 않는다.

두 번째는 듀얼 다이 D램이다. 재배선층(RDL) 위에 두 개 D램을 실장하는 콘셉트다. 패키지 크기가 12.4 x 14mm², 두께: 0.48mm 수준인 만큼 얇은 폼팩터가 필요한 응용처에 쓰일 것으로 예상된다. 두 제품 양산에는 모두 FOWLP 기술이 활용된다.

이외에도 SK하이닉스는 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 컨트롤러에 FOWLP, 칩렛 등 어드밴스드 패키지 기술 도입을 준비 중이다.