[FETV=허지현 기자] SK하이닉스와 삼성전자가 5세대 HBM3E(고대역폭 메모리) 시장을 둘러싸고 총력전을 벌이는 가운데 미래를 견인할 '게임 체인저'로 불리는 다음 세대 HBM4 패권 경쟁도 후끈 달아오르고 있다. 

21일 관련업계에 따르면 SK하이닉스가 세계 최대 파운드라 업체 대만 'TSMC'와 손잡고 인공지능(AI) 반도체에 탑재되는 고대역폭메모리(HBM) 공동 개발에 착수했다. TSMC는 지난 14일 네덜란드 암스테르담에서 열린 'TSMC 유럽 기술 심포지엄' 행사에서 "HBM4에 사용될 로직 다이 제조를 위해 12nm급과 5nm급 공정을 검토 중"이라고 전했다. 양사는 협업을 통해 고객사가 원하는 HBM4 성능에 따라 맞춤형으로 만들어 공급하겠다는 전략이다.

HBM은 베이스 다이라고 불리는 기판에 D램 반도체를 적층시키는 형태로 제작된다. 현재까지는 D램과 베이스 다이를 SK하이닉스가 모두 생산하고, TSMC가 이를 받아 다른 부품과 함께 패키징(조립)해왔다. 하지만 6세대 HBM인 ‘HBM4’의 경우 TSMC가 베이스 다이까지 직접 제작해 SK하이닉스에 납품할 것으로 알려졌다. TSMC가 차세대 HBM부터 생산에서 핵심 역할을 맡게 되면서 SK하이닉스가 TSMC에 대한 기술적 의존이 커지게 됐다는 것이다. 향후 HBM 시장에서 TSMC의 영향력이 확대됨에 따라서 SK하이닉스와 TSMC의 협업 또한 불가피했을 것이라는 추측이다.

SK하이닉스와 TSMC가 손잡고 HBM 시장을 노리겠다고 선전포고한 가운데 삼성전자도 발빠른 대응에 나서고 있다. 삼성전자는 베이스 다이를 자체 파운드리에서 제작이 가능하며, 전세계에서 유일하게 설계는 물론 초미세 공정이 가능한 파운드리와 메모리까지 보유한 종합반도체회사(IDM)다.

삼성전자는 메모리·파운드리·패키징을 모두 관장하는 강점을 내세워 차세대 HBM 주도권을 가져온다는 전략이다. 삼성전자는 지난 3월 차세대 HBM을 개발하는 태스크포크(TF)를 꾸리면서 메모리 반도체, 파운드리, 후공정 등 삼성전자가 보유한 반도체 각 분야의 인력을 한군데에 모았다. 자사 파운드리에서 제작하는 이점을 이용, 비용과 효율 측면에서 우위에 있을 수 있는 '턴키 전략'을 추진하는 것이다. 하지만 삼성은 최근 HBM3E 수주전에서 엔비디아의 '승인 사인'을 받지 못해 고전중이다.

한편 SK하이닉스와 삼성전자뿐 아니라 구글·메타·마이크로소프트 같은 AI 빅테크와 엔비디아와 같은 AI 반도체 업체들이 개발 속도를 내면서 HBM 경쟁도 점점 더 치열해지고 있다. HBM 5세대를 뛰어넘어 차차세대인 7세대 HBM4E 개발 계획까지 언급할 정도다. 반도체업계 관계자는 "SK하이닉스가 TSMC와 협업해 시장 장악을 노리지만 SK하이닉스와 삼성전자가 주도해온 HBM 시장에서 TSMC의 영향만 커지는 것이 아니냐는 우려도 나온다"며 "삼성은 HBM 시장에서 메모리 주도권을 두고 SK하이닉스와 싸우는 것도 모자라 이제는 파운드리 패권을 놓고 TSMC와도 경쟁하게 됐다"고 전했다.