"NPU도 HBM 필요"…SK하이닉스 선두 속 기술 진화 주목

③진화하는 AI 시대, HBM 혁신 필요
GPU 대체하는 NPU 시대 온다
하이브리드 본딩, 새로운 기술 과제

25일 서울 코엑스에서 열린 국내 최대 반도체 전시회 '반도체대전(SEDEX) 2023'. 올해 SK하이닉스는 전시회 부스에 HBM 최신 제품인 HBM3E를 선보였다. HBM 인기를 증명하듯 여러 참관객이 HBM3E를 구경하려 들렀다. HBM 제품과 관련한 질문도 쏟아냈다. 경쟁사인 삼성전자 직원들도 이곳을 찾았다.

올해 HBM은 반도체 업계 가장 화제가 된 키워드였다. 내년에도 이같은 추세가 계속될 전망이다. 반도체 업계는 앞으로 HBM 시장이 빠르게 클 것으로 내다봤다. SK하이닉스는 26일 3분기 실적 발표 후 컨퍼런스콜에서 향후 5년간 관련 시장 규모가 연평균 60~80% 증가한다고 전망했다.

장기 전망도 긍정적이다. 반도체 업계는 향후 인공지능(AI) 전용 반도체인 신경망처리장치(NPU)가 GPU를 대신할 것으로 봤다. 이때도 HBM이 계속 쓰인다. 안기현 한국반도체산업협회 전무는 "프로세서는 연산밖에 못 하기 때문에 NPU 역시 고성능 메모리가 붙어줘야 한다"며 "HBM이 꼭 필요할 것"이라고 했다.

업계는 SK하이닉스가 HBM 시장에서 우위를 점한 가운데 향후 전개될 시장 경쟁에 주목한다. D램 시장 3강인 삼성전자와 미국 마이크론도 HBM 사업 추진에 속도를 올리고 있기 때문이다. 다만 HBM 시장 큰손인 엔비디아 신뢰를 얻고 있는 SK하이닉스가 당분간 선두를 유지할 것이란 평가가 나온다. 업계 관계자는 "다른 업체들이 노력하겠지만 SK하이닉스 1위 행보가 이어질 가능성이 크다"고 했다.

전문가들은 AI 시대로 접어들수록 더 빠른 변화가 다가온다고 설명했다. 김정호 한국과학기술원(KAIST) 교수는 "AI 수준을 10단으로 보면 지금은 3단 정도"라고 했다. 또 "나중에는 AI가 말하는 것은 물론, 눈치까지 있을 것"이라며 "인간의 말을 다 알아듣고 말귀가 통하는 단계가 올 수 있다"고 말했다.

업계는 이 과정에서 HBM 기술 수준도 빠르게 발전해야 한다고 봤다. 최근 HBM을 '하이브리드 본딩(Hybrid Bonding·여러 개 쌓인 D램 칩 사이 빈 공간 없앤 뒤 접합하는 기술)' 방식으로 생산하는 안이 논의되고 있다. 황상준 삼성전자 부사장은 차기 HBM4를 선보이기 위해 "하이브리드 본딩 기술을 준비 중"이라고 했다.

김평화 기자 peace@asiae.co.kr