[녹색경제신문 = 이선행 기자] ‘파운드리 강자’ 대만의 TSMC가 차세대 고대역폭메모리(HBM) 공정에서도 영향력을 키운다. 

지난 14일 네덜란드 암스테르담에서 열린 ‘TSMC 유럽 기술 심포지엄’ 행사에서 TSMC는 “HBM4의 ‘베이스 다이’에 12나노급 공정과 5나노급 공정 기술을 적용할 것”이라고 밝혔다.

최근 SK하이닉스와 6세대 HBM4를 공동 개발하기로 알린 가운데, 구체적인 협력 방안이 나온 것이다. 

“표면은 협력이지만, SK하이닉스도 불리할 수 있어”

그간 베이스 다이는 ‘메모리의 영역’이었다. 

SK하이닉스가 ‘베이스 다이’와 ‘D램’을 만들어 HBM을 생산하면, TSMC가 그래픽 처리 장치(GPU)와 HBM을 함께 조립(패키징)한 ‘AI(인공지능) 가속기’를 엔비디아에 납품해왔다. 

HBM은 GPU와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 하는 ‘베이스 다이’에 메모리 반도체인 ‘D램’을 쌓아 만든다.

반도체 업계 관계자는 “표면적으로는 기술 협력으로 보일 수 있다. 하지만 HBM의 가장 밑에 깔리는 베이스 다이에 맞게 D램을 만들어야 한다”며 “SK하이닉스는 베이스 다이를 만드는 TSMC를 따라가야 하는 상황으로, 나중에는 SK하이닉스에게 불리하게 작용할 수 있다”고 말했다. 

HBM4를 생산할 때는 베이스 다이를 5나노 이하 공정으로 바꿔야 한다. 현재 이 초미세 공정을 할 수 있는 곳은 삼성전자와 TSMC 두 곳뿐이다. 

SK하이닉스가 경쟁사인 삼성전자가 아닌 TSMC의 손을 잡고 HBM4 개발에 나선 것은 당연해 보일 수 있으나, 마냥 안심할 수만은 없다는 관측이다.    

경쟁 선포한 TSMC, 삼성전자는?

반도체 업계 관계자는 “TSMC의 베이스 다이 생산은 삼성전자에게도 불리하다. SK하이닉스·TSMC가 고객사의 요청이 적극 반영된 베이스 다이를 포함한 HBM4를 생산할 경우, 삼성전자의 HBM4 시장 점유율은 낮아질 수 있다”고 설명했다. 

그동안은 HBM 제조 기업에서 국제반도체표준협의기구(JDEC)의 토대로 한 HBM을 만들어 왔으나, AI 반도체 시대가 도래하며 고객의 요구사항이 반영된 메모리를 생산하는 양상으로 바뀌고 있다. 

이종환 상명대학교 시스템반도체공학과 교수는 “반도체간 영역이 모호해지는 신호탄”이라며 “베이스 다이와 메모리 반도체를 고객이 요구하는 대로 만드는 종합적인 서비스의 개념으로 진화하고 있다”이라고 설명했다. 

HBM4부터는 GPU와 HBM이 한 층으로 쌓인다. GPU 위에 HBM이 쌓이는 구조다. HBM3E까지는 GPU와 HBM이 ‘인터포저’ 위에 나란히 붙어있었다. 

GPU와 가까워진 HBM4의 베이스 다이는 GPU의 기능도 일부 수행한다. 이외에도 고객사의 요청에 따라 메모리 컨트롤 등의 기능 또한 할 수 있을 것으로 예상된다.