2나노 HBM 베이스 다이, 삼성 기흥 2라인서 검토

삼성전자가 기흥 NRD-K 2라인을 연구개발 시설에서 파운드리 생산라인으로 전환하는 방안을 검토하는 것으로 전해졌다. 목표 제품은 엔비디아 고대역폭메모리(HBM)에 쓰이는 2나노 베이스 다이다.

삼성전자가 NRD-K 2라인의 원래 용도를 조정해 2028년 하반기 가동을 목표로 파운드리 공정에 활용하는 방안을 추진 중이라고 ZDNet Korea는 보도했다. 이 라인은 다른 양산라인에서 웨이퍼를 받아 특정 공정을 맡는 'Send-Fab' 방식으로 운용될 가능성이 거론됐다.

NRD-K는 삼성전자가 기흥캠퍼스에 구축 중인 차세대 반도체 복합 연구개발 단지다. 총 투자 규모는 약 20조원으로 제시됐고, 전체 3개 라인 가운데 1라인은 2024년 말 완공된 것으로 전해졌다. 이번 검토는 연구개발 중심 시설 일부를 AI 반도체용 파운드리 수요에 맞춰 재배치하는 성격이다.

핵심은 HBM 베이스 다이다. 베이스 다이는 여러 D램을 수직으로 쌓은 HBM의 하단에서 그래픽처리장치(GPU) 등 외부 프로세서와 데이터를 주고받는 로직 칩이다. HBM4 이후에는 메모리 공정보다 파운드리 선단 공정의 역할이 커졌다. 데이터 처리 속도와 전력 효율, 발열 관리가 베이스 다이 설계에 직접 걸리기 때문이다.

삼성전자는 맞춤형 HBM과 HBM5에 2나노 공정을 적용하는 방안을 추진하는 것으로 전해졌다. 차세대 HBM 경쟁에서 베이스 다이 공정과 패키징 기술의 비중이 커지고 있다는 뜻이다.

차세대 제품에서는 2나노 공정 적용 계획도 거론됐다. HBM5 베이스 다이에 게이트올어라운드(GAA) 구조를 쓰는 2나노 공정을 적용하고, 더 높은 집적도의 TSV를 구현하는 방향이다. HBM 성능 경쟁이 메모리 적층을 넘어 베이스 다이 공정과 패키징 기술로 옮겨가고 있다는 뜻이다.

이 흐름은 국내 반도체 공급망에도 닿아 있다. 본지는 앞서 2027년 D램과 HBM 생산능력이 조기에 매진된 것으로 전해졌다는 내용을 전했다. 또 엔비디아의 2027년 HBM 수요가 사양 조정에 따라 약 10% 줄어들 수 있다는 분석도 보도했다. HBM 공급량과 칩당 탑재량이 모두 삼성전자와 주요 고객사의 생산 전략에 영향을 주는 구조다.

다만 NRD-K 2라인 전환은 아직 중장기 검토 단계다. 해당 라인은 2028년 하반기 가동 예정으로 전해졌고, 장비 구매 주문도 공식 발주되지 않은 것으로 알려졌다. 삼성전자가 앞서 이 라인을 D램 생산에 활용하는 방안도 검토했던 만큼 최종 용도는 시장 상황과 고객 수요에 따라 달라질 수 있다.

D램(DRAM) 생산능력은 평택캠퍼스에 더 집중되는 방향으로 정리되는 것으로 전해졌다. NRD-K 2라인이 파운드리 용도로 확정될 경우 삼성전자의 HBM 전략은 메모리와 파운드리, 첨단 패키징을 함께 묶는 방식에 더 가까워진다.