김학성 한양대학교 교수 <사진=김예림 PD>
“HBM 기술 혁신 TSV 가공능력에 달려
더 많은 TSV 정밀하게 구현하는 게 관건”
인공지능(AI) 가속기에 탑재되는 고대역폭메모리(HBM) 개발 경쟁이 가열되고 있다. 지난해 SK하이닉스는 엔비디아에 사실상 독점 공급하면서 메모리 사업 흑자전환을 가장 먼저 달성했다. 올해부터 삼성전자와 마이크론이 가세하면서 HBM이 메모리 시장점유율 확대의 핵심 아이템으로 부상했다.
김학성 한양대 교수는 “패키징 기술의 신뢰성과 구조적 안정성을 확보하는 것이 HBM 경쟁력을 좌우할 것”이라며 “이를 통해 제품의 수명을 연장하고, 오류를 최소화할 수 있다”고 강조했다.
하이닉스와 삼성전자는 각각 MR-MUF와 NCF 방식을 채택하고 있다.
김 교수는 “HBM 패키징에서 가장 중요한 기술은 TSV(Through-Silicon Via)”라며 “새로운 HBM 버전에서는 TSV의 수가 현저히 증가할 예정이며, 이는 데이터 전송 속도를 크게 향상시킬 수 있도록 설계됐다”고 설명했다.
그는 “TSV 기술의 도전과제는 칩 간 더 많은 TSV를 구현하면서도 정밀도를 유지하는 것”이라며 “이를 위해 메모리 사이의 구멍(비아)을 더 많이 더 정밀하게 뚫는 고도의 기술이 요구된다”고 강조했다.
김 교수는 HBM은 앞으로 용량은 점점 커지고, 속도는 빨라지는 방향으로 발전할 것이라며 이는 데이터센터와 고성능 컴퓨팅의 효율성을 크게 향상시킬 것이라고 전망했다.
Q: HBM 기술이란 무엇인가요?
A: HBM(High Bandwidth Memory)은 고대역폭을 제공하는 메모리 기술로, 주로 고성능 컴퓨팅과 AI 작업에 사용됩니다. 이 기술은 데이터 처리 속도를 향상시키기 위해 설계되었습니다.
Q: 현재 HBM 기술의 개발 단계는 어디까지 진행되었나요?
A: 현재 8단 HBM과 12단 HBM 개발이 진행 중입니다. 각 단계마다 메모리 용량과 속도가 향상되며, 특히 12단 개발에는 많은 기술적 노력이 필요합니다.
Q: HBM 기술에서 중요한 TSV는 무엇이며, 그 역할은 무엇인가요?
A: TSV(Through-Silicon Via)는 실리콘 웨이퍼를 관통하는 수직 연결 구조로, 칩 간 데이터 전송을 가능하게 하는 중요한 구성 요소입니다. TSV의 수가 많을수록 데이터 처리 속도가 향상됩니다.
Q: 하이닉스와 삼성은 HBM 기술 개발에 있어 어떤 차별점을 가지고 있나요?
A: 하이닉스와 삼성 모두 HBM 기술 개발에 있어 각각의 독자적인 패키징 방법과 기술적 접근을 사용하고 있습니다. 하이닉스는 MR-MUF 방식을, 삼성은 NCF 방식을 사용하여 각각의 기술적 이점을 살리고 있습니다.
Q: 메모리 패키징 기술의 신뢰성과 구조를 연구하는 것의 중요성은 무엇인가요?
A: 메모리 패키징 기술의 신뢰성과 구조적 안정성을 확보하는 것은 고성능 메모리 제품의 필수 요소입니다. 이를 통해 제품의 수명을 연장하고, 오류를 최소화하여 최종 사용자에게 최적의 성능을 보장할 수 있습니다.
Q: 메모리 패키징에 있어서 TSV의 기술적 도전 과제와 해결 방안에 대해 설명해 주실 수 있나요?
A: TSV 기술의 도전 과제 중 하나는 칩 간 더 많은 TSV를 구현하면서도 정밀도를 유지하는 것입니다. 이를 위해 메모리 사이의 구멍(비아)을 더 많이, 더 정밀하게 뚫는 고도의 기술이 요구됩니다.
Q: 향후 HBM 기술의 발전 방향과 산업에 미치는 영향은 어떻게 전망하시나요?
A: HBM 기술은 계속해서 용량과 속도 면에서 발전할 것이며, 특히 AI 및 머신러닝, 빅데이터 분석 같은 분야에서 그 수요가 증가할 것입니다. 이러한 기술의 발전은 데이터 센터와 고성능 컴퓨팅의 효율성을 크게 향상시킬 것입니다.
Q: 한양대학교는 HBM 기술 개발에 어떤 역할을 하고 있나요?
A: 한양대학교는 삼성전자와 하이닉스와 협력하여 HBM 기술의 다양한 패키징 방법과 신뢰성 테스트에 관한 연구를 진행하고 있습니다. 이를 통해 학계와 산업계의 연계를 강화하고 있습니다.
정리_최홍석 PD nahongsuk@thelec.kr