SK하이닉스 이천캠퍼스 [SK하이닉스 제공]

[헤럴드경제=김민지·김현일 기자] SK하이닉스가 TSMC와 기술 파트너십을 맺었다. TSMC와 공식적으로 파트너십을 선언한 건 국내에서는 SK하이닉스가 처음이다. 양사는 HBM(고대역폭메모리) 분야에서 협업관계를 공표함으로써 모두 고객사 확보 및 제품 주문 대응에서 ‘윈윈’ 할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히, 엔비디아를 고객사로 둔 ‘파운드리 1위’와 ‘HBM 1위’가 만났다는 점에서 3사로 구성된 AI 반도체 연합이 더욱 공고해질 전망이다.

▶전력효율·성능 개선…고객사 맞춤형 요구도 강화=SK하이닉스는 TSMC와의 이번 협력을 통해 차세대 HBM 제품을 한단계 더 진화시킬 수 있게 됐다. 양사가 협력하는 베이스 다이는 HBM에서 그래픽처리장치(GPU) 등 여러 프로세서와 연결돼 통신하는 역할을 한다. 이를 기존 D램 공정이 아닌 파운드리의 초미세 공정을 활용해 만들면 HBM 제품의 전력 효율과 성능을 대폭 높일 수 있다.

특히, AI 반도체가 점차 고도화됨에 따라 HBM 제품도 다양한 기능이 요구된다. TSMC의 초미세 로직 공정을 활용하면 각 고객사 니즈에 맞춘 폭넓은 맞춤형 제품을 제공할 수 있다. 파운드리 업계 1위인 TSMC의 고객사들에게 HBM을 납품할 가능성도 커진다.

TSMC에게도 SK하이닉스와의 협력은 양사에게 윈-윈이다. TSMC에 파운드리를 맡기는 주요 고객사 중에는 SK하이닉스의 HBM도 필요로 하는 곳이 있다. HBM 선두 주자와 기술 파트너십을 통해 고객사 확보 및 주문 확대를 기대할 수 있다. 또 AI 반도체 수주를 받는 과정에서 HBM을 포함한 설계 및 패키징 협력이 가능해져 고객사들과 보다 원활한 대응이 가능해진다.

최태원 SK그룹 회장이 경기 이천시 SK하이닉스 이천캠퍼스 R&D센터를 방문했을 때 곽노정 대표이사 사장으로부터 HBM웨이퍼와 패키지에 대한 설명을 듣고 있는 모습 [SK하이닉스 제공]

SK하이닉스는 이번 TSMC와의 협력을 통해 HBM 후발주자들과의 격차를 더욱 벌리고 시장 1위 자리를 더욱 공고히 할 것으로 기대하고 있다.

현재 SK하이닉스를 추격하고 있는 삼성전자 역시 전날 자사 뉴스룸에 공개한 HBM 개발진 인터뷰를 통해 차세대 HBM의 베이스 다이 관련 연구 현황을 소개했다. 전력효율 개선과 맞춤형 HBM 강화가 핵심이다.

특히 전력소모를 줄이기 위한 첫 번째 단계로, 6세대 HBM(HBM4)부터 로직(logic) 공정을 적용한 베이스 다이를 도입하는 데 착수했다고 밝혔다. 아울러 베이스 다이 다변화로 고객들의 다양한 요구에 맞춘 HBM을 생산하겠다는 계획이다.

▶이례적 기술 파트너십 ‘공표’…엔비디아 둘러싼 AI 반도체 연합 공고화=반도체 업계에서 특정 기업들이 양해각서 체결을 공식적으로 선언한 건 상당히 이례적이다. 업계 특성상 고객사를 둘러싼 보안이 중요하고, 공급망 내 복잡한 이해관계가 얽혀있기 때문이다.

TSMC [로이터]

그럼에도 양사가 기술 협력을 발표한 건 AI 반도체를 둘러싼 파트너십을 강조하기 위함으로 분석된다. TSMC와 SK하이닉스는 둘다 AI 반도체 최대 강자인 엔비디아를 고객사로 두고 있다. 엔비디아는 SK하이닉스로부터 HBM을 공급받아 자사 GPU에 탑재하고 있으며, TSMC에 패키징 및 위탁생산을 맡긴다.

‘파운드리 1위-HBM 1위-AI 반도체 1위’로 이어지는 3각 편대가 강화될 거란 전망이 나온다. TSMC는 지난해 4분기 기준 파운드리 시장에서 61.2%를 차지하고 있다. SK하이닉스는 지난해 기준 HBM 시장에서 49%의 점유율을 기록했다. 엔비디아는 전세계 GPU 시장의 90% 이상을 독점하고 있으며, AI 반도체 시장에서는 절반 이상을 차지하고 있다.

SK하이닉스가 미국 인디애나주에 첨단 패키징 공장 설립을 발표한 것도 3사의 시너지를 극대화할 전망이다. 약 5조2000억원을 투자해 차세대 HBM을 포함한 AI 메모리용 첨단 패키징 생산 기지를 건설한다. 엔비디아를 포함한 다양한 AI 반도체 업체들과 가까운 거리에서 더욱 적기에 HBM을 공급하겠다는 목표다. TSMC도 애리조나주에 신규 반도체 생산 공장을 짓고 있어, 양사간 협력은 더욱 끈끈해질 전망이다.