베이스다이로 옮긴 HBM 제어기…엔비디아 NVHBM 공개

엔비디아(NVIDIA·$NVDA)가 메모리 제어기를 고대역폭메모리(HBM) 베이스다이에 넣는 NVHBM을 공개하면서, 국내 메모리 업체의 베이스다이 공동 설계와 접합 공정 참여가 과제로 떠올랐다. 국내 전문가들은 고객 다변화와 하이브리드 본딩 양산 역량 확보를 제언했다.

엔비디아는 8월 발표에서 기존 AI 가속기 칩에 있던 메모리 제어기를 HBM 적층 맨 아래의 베이스다이로 옮겼다고 밝혔다. 베이스다이는 위에 쌓인 D램과 가속기 사이의 데이터 이동을 제어한다.

HBM의 코어다이는 데이터를 저장하고, 베이스다이는 제어 기능을 맡는다. 국내 업체가 코어다이 공급을 넘어 베이스다이 설계와 생산에도 참여할 수 있는지가 공급망 내 역할을 가를 지점으로 꼽힌다.

ABMedia는 지난달 엔비디아가 삼성전자($005930)·SK하이닉스($000660)·마이크론(Micron·$MU)에 베이스다이를 TSMC($TSM)의 3나노 공정으로 만들도록 요청했다는 보도를 전했다. 같은 기사에서 엔비디아 요청에 따라 TSMC가 3D D램 생산을 검토하고, 새 공장을 짓거나 기존 공장을 인수하는 방안이 거론됐다고 밝혔다. TSMC는 핵심 위탁생산 사업에 계속 집중하겠다는 입장을 내놨다.

이런 요청 보도가 업체들의 실제 양산 방식이 모두 확정됐다는 뜻은 아니다. 3D D램을 직접 생산하는 검토와 HBM 베이스다이·접합 공정에 참여하는 일도 구분할 필요가 있다.

중앙일보는 9일 보도에서 권석준(Kwon Seok-joon) 성균관대 화학공학부 교수의 분석을 전했다. 권 교수는 TSMC가 D램 공장을 직접 짓지 않고도 △베이스다이 제조 확대 △하이브리드 본딩을 통한 적층·통합 주도 △대만 D램 업체와 협력 △3D D램 주변회로 제조로 메모리 산업의 부가가치가 높은 영역에 진입할 수 있다고 봤다.

하이브리드 본딩은 미세 돌기 없이 칩을 직접 접합하는 기술이다. 권 교수는 HBM 적층이 20단 안팎으로 늘어날 때 이 기술의 중요성이 커진다고 분석했다.

TSMC가 베이스다이 제조에 이어 접합까지 맡으면, SK하이닉스가 코어다이를 공급하더라도 엔비디아와 TSMC가 완제품의 설계·제조 주도권을 쥘 수 있다는 게 권 교수의 설명이다. 이 경우 메모리 업체와 파운드리 업체 사이의 공급망 내 역할이 달라질 수 있다.

SK하이닉스 전직 고위 관계자도 베이스다이·접합·열처리 기술의 주도권을 확보하지 못하면 국내 메모리 업체가 D램 셀 공급에 머물 수 있다고 경고했다. 이는 현재 두 업체의 역할이 이미 그렇게 바뀌었다는 뜻은 아니다.

권 교수는 국내 업체가 베이스다이 공동 설계자가 되고, TSMC보다 먼저 하이브리드 본딩 양산 역량을 갖춰야 한다고 제언했다. 엔비디아 외 고객을 확보해 설계 주권을 지키는 방안도 제시했다.

맞춤형 HBM 고객으로는 구글(Google)·AMD($AMD)·메타(Meta)가 거론됐다. 특정 고객에 대한 의존을 줄이고 자체 설계 참여를 넓히는 것이 권 교수가 제시한 방향이다.

본지는 앞서 삼성전자가 테일러 2공장에서 AMD·엔비디아용 HBM 베이스다이를 생산할 계획이라는 보도를 전했다. 베이스다이 생산 계획과 설계 단계의 공동 참여는 서로 다른 과제다.

김용석(Kim Yong-seok) 가천대 반도체교육원장은 사업에서 영원한 친구나 동맹은 없다고 지적했다. 학계에는 2.5D·3D 패키징과 HBM 인터페이스, 고성능 메모리 시스템의 선행 연구를, 정부에는 로직·메모리 통합 설계 인력과 기반 시설에 대한 지원을 주문했다.