한국일보

막 오른 고대역폭메모리 ‘HBM’ 경쟁...“불량률 줄여야 시장 잡는다”

입력: 2024.03.15 04:30

17면

D랩 겹겹이 쌓은 HBM
효자 상품이지만 불량률도 높아
D램 3사 5세대 HBM 양산시기 비슷
본딩·TSV 공정 기술력이 관건

인공지능(AI) 반도체 시장을 이끄는 미국 엔비디아의 새 그래픽처리장치(GPU) 출시를 앞두고 D램 반도체 3개사의 고대역폭메모리(HBM) 경쟁이 본격 시작됐다. 이전 엔비디아의 주력 GPU인 H100에는 4세대 제품(HBM3)이 쓰였는데 SK하이닉스가 경쟁사보다 양산 시점을 9개월가량 앞서며 주도권을 가져갔다. 엔비디아가 상반기에 내놓는 H200에는 5세대(HBM3E)가 들어가고 D램 3사가 비슷한 시기에 개발에 성공하면서 HBM의 수율(收率‧생산품에서 정상 제품 비율)이 승패를 가르는 승부처로 떠올랐다.

14일 반도체 업계에 따르면 18∼21일(현지시간) 엔비디아는 미국 캘리포니아주 새너제이 SAP 센터 등에서 'AI 개발자 콘퍼런스(GTC 2024)'를 연다. 고객사에 새로운 기술을 소개하는 이 자리에서 엔비디아는 AI용 최신형 GPU H200을 선보일 것으로 예상된다. 미국 반도체 업체 마이크론은 지난달 26일 HBM3E 양산 소식을 알리며 "H200에 쓰일 것"이라고 예고했다. 이어 "GTC 2024에 참석해 AI 메모리 솔루션과 로드맵을 알리겠다"고 강조했다.

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(www.hankookilbo.com/News/Read/A2024022716380002145)

마이크론의 호기에도 업계는 D램 3사의 HBM3E 양산 시점을 거의 비슷한 시기로 보고 있다. 시장조사업체 트렌드포스는 올해 2분기에 SK하이닉스와 마이크론이, 3분기에 삼성전자가 HBM3E 양산에 들어갈 거라고 전망했다.

HBM, 일반 D램 6배 가격이지만 불량률도 높아

HBM은 D램을 수직으로 쌓아 저장 용량과 속도를 획기적으로 개선한 반도체다. 단순 계산을 대규모로 처리해 답을 내는 생성형 AI 특성상 병렬 연산에 안성맞춤인 GPU가 필요한데 HBM은 연산에 필요한 각종 정보를 GPU에 보내주고 결괏값을 받아 다시 저장하는 데 특화됐다. 일반 D램과 비교해 최대 여섯 배 비싸지만 기술 난도가 높아 수율이 낮다. 일반 D램 수율은 80~90% 선인 반면 HBM 수율은 최대 60% 선으로 알려져 있다. HBM 10개를 만들면 4개는 버려야 한다는 뜻이다.

HBM 수율이 일반 D램에 비해 낮은 건 크게 두 가지 과정을 거치면서다. D램을 얇게 깎아 하나로 붙이는 과정(본딩 공정)과 이 반도체들을 하나로 연결하는 구멍을 뚫는 과정(실리콘관통전극‧TSV 공정)이다. 반도체 업계에서는 특히 겹겹이 쌓은 D램 사이에서 발생하는 열을 빠져나갈 수 있게 하는 본딩 기술력을 HBM 수율을 높이는 핵심으로 보고 있다.

SK하이닉스는 액체 접착제를 D램 사이에 넣어 굳히는 방식인 '매스 리플로우 몰디드 언더필(MR-MUF)'을 택해 발열 문제를 잡았다. 반면 삼성전자는 여러 접착제를 합친 테이프를 만들어 D램에 붙여 녹이는 '열압착 비전도성 접착 필름(NCF)'을 택했다. 반도체 업계는 HBM 본딩 방식이 두 기업의 수율을 좌우했을 것으로 본다. 13일 로이터는 여러 증권사 애널리스트를 통해 "SK하이닉스의 HBM3 수율은 60~70%, 삼성전자의 HBM3 수율은 10~20%"라고 전했다. 로이터는 이 때문에 삼성전자가 최근 SK하이닉스의 본딩 방식을 택했고 관련 장비도 주문했다고 보도했지만 삼성전자는 곧바로 "도입할 계획이 없다"고 부인했다. 이어 "HBM3 관련 안정적 수율을 확보했다"고 반박했다.

"올 연말 D램 3사 HBM 점유율 격차 줄어들 것"

반도체 업계는 삼성전자가 HBM에 NCF 기술을 그대로 적용하고 대신 또 다른 먹거리 '차세대 서버용 D램 모듈'에 MUF 기술을 적용하는 방안을 검토하고 있다고 본다. MR-MUF 소재 업체가 한정적인 데다 삼성전자의 HBM에 맞는 최적의 소재 배합 비율과 공정 방식을 찾으려면 2, 3년은 걸릴 것이라는 게 업계 추산이다. 당장 HBM 본딩 방식을 바꾸면 지금 수율도 내기 어렵다는 말이다.

이민희 BNK투자증권 연구원은 "HBM4(6세대)부터 경쟁사의 MR-MUF 기술 도입 가능성이 있다"며 "SK하이닉스가 핵심 소재 공급선을 독점 계약했기 때문에 한동안 진입은 쉽지 않을 전망"이라고 분석했다. 삼성전자 역시 지난달 세계 최초 12단 HBM3E 개발에 성공했을 때 "어드밴스드 TC NCF 기술을 적용하면 HBM 적층수가 증가하고 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화할 수 있는 장점이 있다"며 NCF 기술을 계속할 거라고 밝혔다.

삼성전자의 HBM 수율도 이전보다 개선됐을 것으로 추정된다. 트렌드포스는 "처음 HBM3를 SK하이닉스가 독점 공급했지만 삼성전자가 최근 (엔비디아 경쟁사인) AMD의 MI300 시리즈용 검증을 받은 후 빠르게 따라잡고 있다"며 "연말까지 SK하이닉스와의 시장 점유율 격차를 크게 줄여 HBM 시장 경쟁 구도를 재편할 것"이라고 전망했다.

이윤주 기자 misslee@hankookilbo.com

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이스라엘-하마스 전쟁

헤즈볼라 노린 '현대판 트로이 목마'… "이스라엘 유령회사가 직접 만들었다"

레바논 전역에서 수천 대가 동시다발적으로 폭발하며 나라 전역을 공포에 빠트린 '무선호출기(삐삐) 폭탄'을 직접 만들고 공급한 당사자는 이스라엘이었을 가능성이 짙다는 분석이 나왔다. 레바논 친(親)이란 무장 정파 헤즈볼라 공격을 위해 제3국에 '유령 회사'를 차리는 수법으로 오랜 시간 공을 들인 '현대판 트로이 목마' 작전이었다는 얘기다. 치밀한 눈속임 탓에 헤즈볼라 대원들은 아무것도 모른 채 수십 년간 싸운 적의 폭탄을 몸에 지니고 있었던 셈이다. 미국 뉴욕타임스(NYT)는 18일(현지시간) 익명의 전현직 국방·정보 당국자 12명을 인용해 이같이 보도했다. 전날 레바논에서 최소 12명의 사망자와 2,750~2,800명의 부상자를 낳은 '삐삐 동시다발 폭발 사건'은 이스라엘 정보 당국이 수년 전부터 기획·준비해 온 작전이었다는 것이다. NYT에 따르면 시작은 2022년 헝가리 부다페스트에 세운 페이퍼컴퍼니 'BAC 컨설팅'이었다. 유니버시티칼리지런던(UCL) 등 영국 명문대 출신 여성 학자를 대표이사로 내세우는 등 겉보기에는 그럴듯한 전자기기 제조·유통 회사였다. 대만 전자기기 업체 '골드아폴로'와 라이선스 계약도 체결, 삐삐 제품의 생산·판매를 위한 상표권 허가도 받았다. 그러나 정상적인 페이퍼컴퍼니라기보다는 '위장 회사'였다. 삐삐를 만든 주체는 실체 없는 BAC 컨설팅이 아니라 이스라엘 정보 당국이었다는 게 NYT의 분석이다. 물론 일반 고객을 대상으로 진짜 호출기도 만들긴 했다. 하지만 눈속임 목적이었다. 헤즈볼라 측에서 주문이 들어오면, 삐삐 배터리에 강력한 폭발 물질인 펜타에리트리톨 테트라니트레이트(PETN)를 소량 삽입했고, 원격 기폭 장치도 심었다. 이스라엘은 최소 2곳의 페이퍼컴퍼니를 더 차렸고, 같은 방식으로 헤즈볼라에 '삐삐 폭탄'을 팔아치웠다. 2022년 여름부터 조금씩 판매됐던 호출기 주문량이 급증한 것은 지난해 10월 가자지구 전쟁 발발 이후부터다. 팔레스타인 무장 정파 하마스 편에서 싸우는 헤즈볼라가 이스라엘의 해킹·도청·위치 추적 등을 경계하느라 스마트폰 대신 '구식 삐삐' 사용을 대폭 늘렸기 때문이다. 특히 지난 2월 헤즈볼라 수장 하산 나스랄라가 내린 '스마트폰 사용 금지·호출기 소지' 명령이 이스라엘에는 결정적 기회였다. 올여름 '이스라엘산 삐삐 폭탄' 수천 대가 헤즈볼라 대원들에게 지급된 것이다. 나스랄라는 과학·기술 분야에서 몇 수 위인 이스라엘의 특수전 역량을 신경 써 왔는데, 오히려 역이용을 당한 셈이다. 유례없는 규모의 '삐삐 폭탄' 작전 밑바탕에는 고도로 결집된 이스라엘의 사이버·보안 기술 역량이 있다는 평가도 나온다. 이스라엘이 첨단 기술을 군사작전에 동원한 전례는 많다. 2010년 이란 핵시설을 겨냥한 악성코드 '스턱스넷' 공격이 대표적이다. 지난 7월 하마스 최고 정치지도자 이스마일 하니예를 이란에서 암살한 작전에도 인공지능(AI) 기능을 탑재한 첨단 원격조종 폭탄이 쓰였다. 이스라엘군 소식 비밀 첩보 기관인 '8200부대'가 이번 작전에 일부 관여한 정황도 있다. 영국 로이터통신은 서방 안보 소식통을 인용해 "호출기 제조 단계에서 원격 폭발이 가능한 폭약 장착 실험을 8200부대가 맡았다"고 이날 전했다. 신호 정보 감청, 암호화, 사이버전 등 임무를 수행하는 8200부대는 '이스라엘 하이테크 산업의 인큐베이터'로 불린다. 초등학생 영재들을 선발해 교육시킨 뒤, 성인이 돼 복무하면 실용적·창의적인 임무 수행을 맡겨 최고의 엔지니어로 키워낸다고 한다. 전역한 인재들이 만든 기술 스타트업은 1,000여 곳을 넘는다. 이 중 최소 5곳은 미국 증시에도 상장돼 기업 가치가 1,600억 달러(약 212조 원)에 달한다. 지난달 미 월스트리트저널은 "8200부대가 실리콘밸리에서 가장 잘나가는 인재풀이 됐다"고 소개하기도 했다.

27년 만의 의대 증원

추석 고비 넘자 더 꼬인 의정 갈등...한동훈, 尹에 내밀 카드는

한동훈 국민의힘 대표가 의정 갈등을 다룰 여야의정 협의체 구성을 위해 19일에도 분주하게 움직였다. 그러나 정부와 의료계의 강경 대치는 변함이 없다. 중간에서 타협을 모색할 공간이 충분치 않은 것이다. 윤석열 대통령이 제안한 24일 여당 지도부와의 만찬은 어떤 식으로든 사태 해결의 물꼬를 터야 하는 마지노선이나 다름없다. 한 대표가 윤 대통령을 상대로 내밀 카드에 시선이 쏠리는 이유다. 한 대표는 이날 당 최고위원회의에서 “추석 연휴 기간 동안 제가 (의료계 등) 관련 인사들 다수와 일대일로 만나서 대화를 나눴다”며 “그간 쌓여온 불신은 물론 크게 남아 있지만 이 문제를 건강과 생명을 위해서 신속히 해결해야 한다는 마음은 모든 의료계 인사들이 같다”고 강조했다. 정부와 야당을 향해서도 “지금 여야의정 협의체가 아니면 이 문제를 풀기 위한 출발을 하기 어렵다”고 참여를 촉구했다. 친한동훈계 장동혁 최고위원은 “의료개혁이 한 명에게 짐을 지울 상황이 아님에도 이런저런 조건을 내걸고 정치적 이득을 따지며 대화를 거부하는 상황에 (추석 민심은) 우려를 넘어 분노를 표출했다”고 힘을 실었다. 한 대표는 이어 조계종 총무원장인 진우스님을 예방한 뒤 "(진우스님은) 국민을 생각하고 국민의 건강을 생각해서 다 같이 여야의정 협의체 대화에 빨리 참여하고 시작하는 게 중요한 것 아니냐는 말씀을 해주셨다"고 덧붙였다. 한 대표는 이후 국회 당대표실에서 임현택 대한의사협회장과 만나 의견을 나눴다. 하지만 상황은 여의치 않다. 추석 연휴 의료대란 고비를 넘긴 만큼 의정 갈등의 교착 상태가 더 길어질 것이라는 우려가 커지고 있다. 김종혁 최고위원은 “혹시라도 관계 당국이 일단 위기를 넘겼으니 다음 명절 때까지 버티자는 식으로 나올까 봐, 그리고 의료계가 모든 요구가 사전에 관철되지 않는 한 협상은 없다는 태도를 고집할까 봐 (걱정된다)”라고 지적했다. 협의체가 헛돌면 한 대표의 대선주자로서 입지는 흔들릴 수밖에 없다. 반대로 성과를 내면 문제 해결 능력을 증명하는 동시에 윤 대통령과 차별화된 모습을 보여줄 수 있다. 따라서 윤 대통령과 한 대표의 24일 만찬은 이번 사태의 변곡점이 될 수 있다. 다만 여당 지도부를 포함해 10명 넘게 참석하는 만큼 한계가 적지 않다. 당 지도부 핵심 인사는 "단체 식사 자리에서 민감한 대화가 오가기는 어려울 것"이라며 "만찬 후 윤 대통령과 한 대표 간의 단독 회담이 있다면 유의미한 결과가 나올지도 모른다"고 예상했다. 한 대표는 먼저 협의체부터 가동하고 이후 이견을 좁혀가자는 입장이다. 지도부 내 친한계 인사는 "의료계의 지난 13일 협의체 불참 발표문을 보면 힌트가 다 들어있다"면서 △책임 공방 중단 △블랙리스트 수사를 제외한 사직 전공의 수사 일시 유예 △2025학년도 정원 문제도 열어놓고 논의할 수 있다는 정부의 선언을 조건으로 꼽았다. 그는 "이 3가지가 선행되면 의료계도 협의체에 참여할 것으로 본다"고 말했다.

제 47기 명인전

[제47기 SG배 한국일보 명인전] 공포의 대상

한국을 대표하는 두 기사가 승자 조 4강 진출 길목에서 맞닥뜨렸다. ‘무결점 바둑’ 박정환 9단과 ‘여자 바둑 최강자’ 최정 9단의 만남. 상대 전적은 박정환 9단이 7승 1패로 크게 앞서 있지만 가장 최근 두 경기는 1승 1패를 주고받았다. 최정 9단은 최근 10년 넘게 지켜온 여자 랭킹 1위 자리를 김은지 9단에게 내줬다. 그러나 닥터지배 여자 최고 기사 결정전 결승에서 김은지 9단을 물리치며 여자 바둑계의 세대교체가 호락호락하진 않을 것임을 과시했다. 한편 박정환 9단은 올해 역시 호성적을 유지 중이다. 현재 49승 19패로 70%가 넘는 승률을 거두고 있다. 수많은 승리 중 단연 압권은 현재 진행형인 중국 갑조리그. 개막전부터 9라운드까지 8판에 출전하여 8전 전승을 거뒀다. 중국 기사들에겐 세계 랭킹 1위인 신진서 9단 못지않은 공포의 대상이 됐다. 박정환 9단의 흑번. 비스듬해 보이는 흑13, 15의 포진이 이채롭다. 이를 의식한 최정 9단 역시 백16으로 절묘한 보강. 1도 백1, 3으로 우상귀에 걸치는 것이 일반적인 감각이나 흑이 흑6으로 세력을 키워 하변 침입을 유도하는 것이 부담스러웠을 것이다. 흑이 실전 흑17로 굳히자 백18, 20에 두어 백이 소기의 목적은 달성한 모습. 그러자 이번엔 박정환 9단이 흑21로 묘한 간격의 침투를 보여준다. 뒤이어 흑23, 25로 좌상귀 응수타진. 이때 쉽게 받아준 백26이 판세를 느슨하게 만들었다. 2도 백1로 반발할 장면. 흑2, 6으로 상변을 관통당하긴 했으나 백7에 뻗는 자세가 훌륭하다. 백13까지 흑의 행마가 무겁다. 흑이 첫 번째 응수타진에서 성공을 거두자 실전 흑27, 29로 연이어 추가타를 날리는 모습.