1편에서는 회사 창립부터 현재까지 SK하이닉스가 직면했던 위기와 도전을 조명하고 그 속에서 드러난 원팀의 저력을 살펴본다.

후발주자 핸디캡 딛고, 흑자 전환에 성공하다

SK하이닉스가 반도체 산업에 발을 들인 건 1983년의 일이다. 당시 시장은 미국과 일본이 양강 구도를 형성하고 있었다. 반도체 불모지인 한국에서, 그것도 후발주자로 뛰어든다는 것은 무모한 시도나 다름없었지만, SK하이닉스는 과감한 도전에 나서게 된다.

안타깝게도 현실은 녹록지 않았다. 회사는 설립 초기의 패기가 무색하게 선발주자와의 기술 격차를 좁히지 못했다. 공장 건설이 지연된 가운데 어렵게 이천 팹(Fab)을 짓고 16K(킬로비트) S램 시험 생산도 성공했지만, 제품 개발 지연과 생산 부진이 잇따르는 등 모든 부문에 빨간불이 켜졌다.

창립 2년 만에 들이닥친 위기, 하지만 포기하기엔 너무 이른 시점이었다. 이에 회사는 인력 확보 및 기술력 향상에 역량을 집중하기로 한다. 결과는 성공적이었다. SK하이닉스는 연구개발 인력을 늘리고 인프라를 확충하며 기술력을 다졌고, 1987년 자체 기술로 256K D램을 개발하게 된다.

기세는 1988년 이후로도 이어졌다. 업황 개선(업턴)에 따른 훈풍도 힘을 실어줬다. 1M(메가비트) D램, 4M D램을 개발하는 등 회사는 연이어 D램 자체 개발에 성공했다. 1988년에는 256K D램 판매 호조와 함께 흑자를 기록했다. 창립 5년 만에 이룬 성과였다.

당시 구성원들은 ‘100일 동안 수율 50% 달성’을 목표로 ‘150 작전’을 펼치는 등 후발주자 핸디캡을 극복하고자 한마음으로 움직였다. 회사의 성장 의지, 구성원들의 하나 된 집념이 없었다면 불가능한 일이었다. SK하이닉스가 반도체 산업에 뿌리내리는 데 큰 역할을 했던 원팀 스피릿은 훗날에도 위기를 극복하는 DNA가 돼주었다.

위기 극복 DNA, 원팀 스피릿으로 극적인 부활에 성공하다

SK하이닉스의 원팀 스피릿은 1990년대 초를 강타했던 불황에서 또 한번 빛났다. 당시 회사는 불황 대응 카드로 ‘투자 확대’를 꺼내 들었다. 턴어라운드(반등)를 예측하고, 16M, 64M D램 양산 및 미래 준비에 수천억 원 투자를 단행했다. 한 치 앞을 모르는 불안 속에서도 구성원들은 노사불이(勞使不二)*를 선언하며 위기 극복에 팔을 걷고 나섰다.

그러던 1995년, 회사의 예측대로 반도체 산업은 유례없는 호황을 맞았다. SK하이닉스는 16M, 64M D램 중심으로 투자를 늘린 덕에 많은 이익을 거두게 된다. 이번에도 회사를 믿고 한마음으로 뭉친 원팀 스피릿이 큰 성과로 이어진 것이다.

위기 극복의 정점은 2001년이었다. 다시 찾아온 불황은 여느 해보다 극심했다. 엎친 데 덮친 격으로 회사는 눈덩이처럼 불어난 부채와 닷컴 버블 붕괴라는 삼중고를 앓고 있었다. 결국 SK하이닉스는 워크아웃(채권단 공동관리)에 들어갔고 ‘회사를 헐값에 판다’는 흉흉한 소문마저 나돌았다.

반면 구성원들은 포기를 몰랐다. “한 푼이라도 아끼자”며 월급을 반납하고 무급휴직에 동참했다. 이천시민도 발 벗고 나서 ‘하이닉스 살리기 범시민 운동’, ‘하이닉스 주식 갖기 운동’을 펼치며 회생을 지원했다.

연구원들은 밤새워 연구하며, 값비싼 신규 장비 대신 기존 장비를 개조해 미세 공정(0.15 마이크론*) 제품을 만드는 데 성공했다. 이것이 지금까지 회자되는 ‘블루칩 프로젝트’다. 이후 1Gb(기가비트) DDR2 및 512M 낸드플래시 개발, 300mm 웨이퍼 양산 등의 성과를 달성한 SK하이닉스는 2005년 워크아웃 조기 종료를 확정했다. 그야말로 노사불이, 원팀 스피릿의 저력을 보여준 순간이었다.

AI 메모리 시장 1위, 다시 한번 원팀 스피릿

SK하이닉스의 원팀 스피릿은 ‘잘나갈 때’ 더 빛났다. 2012년 회사는 SK그룹에 편입되며 성공 가도에 몸을 실었다. 당시 SK는 회사의 높은 성장성을 내다보고 과감한 투자를 결정했다고 밝힌 바 있다.

수조 원대 지원을 받은 회사는 글로벌 제휴, 투자, 연구개발을 활발히 펼쳤고 팹을 증설하며 착실히 미래를 준비했다. 기술은 물론 기업문화도 정비했다. 구성원 성장을 돕는 프로그램을 마련하고 ‘원팀’을 대표 기업문화로 내재화했다. 이를 통해 구성원과 조직들이 융합하고 혁신하는 환경을 조성했다.

원팀 스피릿으로 결집한 구성원들은 고객과 시장 수요에 부합하는 10나노급 DDR5 D램과 초고층 4D 낸드플래시, 고용량 SSD 등의 혁신 제품을 쏟아내며 연간 최대 실적을 갈아치웠다.

그 중에서도 핵심은 단연 HBM*이었다. SK하이닉스가 2009년부터 미리 준비한 HBM은 AI 시대에 접어들며 폭발적으로 성장했다. 배경에는 제품을 설계하고 소자를 개발하는 전공정 조직부터 칩을 전기적으로 연결하는 후공적 조직까지 전 구성원이 모여 성능 향상에 몰두했던 원팀 문화가 있다. 그 결과 TSV*, MR-MUF*, 어드밴스드 MR-MUF* 등 혁신적인 기술을 바탕으로 지금의 HBM이 탄생했다.

이러한 개발 흐름은 HBM4까지 이어졌고, 회사는 지난 3월 HBM4 12단 샘플을 고객사에 가장 먼저 공급하는 성과를 이뤘다[관련기사]. SK하이닉스가 AI 메모리 시장 1위라는 지위를 얻으며, 1983년 반도체 산업에 진입한 늦덕*이 마침내 성덕*으로 거듭난 것이다.

성장에 성장을 거듭하고 있는 SK하이닉스는 현재 120조 원을 투자해 용인 반도체 클러스터를 조성하고, M15X, 인디애나 팹 등 신규 팹 구축을 준비하는 등 몸집을 키우고 있다.

풀 스택 AI 메모리 프로바이더(Full Stack AI Memory Provider)로 도약하기 위한 이 같은 도전 앞에서 구성원들은 원팀의 저력을 발휘하고자 다시 한번 각오를 다지고 있다.

▲ TSMC 2025 테크놀로지 심포지엄 내 SK하이닉스 전시 부스

SK하이닉스가 23일(현지 시간) 미국 캘리포니아주 산타클라라에서 개최된 ‘TSMC 2025 테크놀로지 심포지엄’에 참가해 HBM4* 등 핵심 메모리 설루션을 공개했다.

TSMC 테크놀로지 심포지엄은 매년 TSMC가 글로벌 파트너사와 최신 기술 및 제품을 공유하는 행사다. 올해 SK하이닉스는 ‘MEMORY, POWERING AI and TOMORROW’를 슬로건으로, ▲HBM Solution ▲AI/Data Center Solution 등 AI 메모리 분야 선도 기술력을 선보였다.

▲ SK하이닉스가 전시한 HBM4 12단, HBM3E 16단과 엔비디아의 GPU 모듈인 B100, HBM에 적용된 기술을 표현한 3D 구조물

HBM Solution 존에서 SK하이닉스는 HBM4 12단과 HBM3E 16단 제품을 공개했다. HBM4 12단은 초당 2TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리하는 차세대 HBM으로, 최근 SK하이닉스는 해당 샘플을 세계 최초로 주요 고객사에 공급하고, 올 하반기 내로 양산 준비를 마무리할 계획이라고 밝혔다[관련기사].

이밖에도 HBM3E 8단이 탑재된 엔비디아의 최신 GPU(블랙웰) 모듈인 B100과 함께, TSV*, 어드밴스드 MR-MUF* 등 HBM에 적용된 기술을 알기 쉽게 표현한 3D 구조물을 전시해 많은 관람객의 이목을 끌었다고 회사는 설명했다.

▲ (상단 왼쪽부터 시계 방향)SK하이닉스가 전시한 1c DDR5 RDIMM, DDR5 3DS RDIMM, DDR5 RDIMM, DDR5 MRDIMM, DDR5 Tall MRDIMM, 1c DDR5 MRDIMM

AI/Data Center Solution 존에서는 서버용 메모리 모듈인 RDIMM*과 MRDIMM* 라인업이 공개됐다. SK하이닉스는 10나노(nm)급 6세대(1c)* 미세공정 기술이 적용된 DDR5 D램 기반 고성능 서버용 모듈을 다수 선보였다.

특히, 초당 12.8Gb(기가비트) 속도와 64GB(기가바이트), 96GB, 256GB의 용량을 지닌 MRDIMM 제품군과 초당 8Gb 속도의 RDIMM(64GB, 96GB), 3DS* RDIMM(256GB) 등 AI 및 데이터센터의 성능을 끌어올리고 전력 소모를 줄여주는 다양한 모듈을 공개했다고 SK하이닉스는 밝혔다.

▲ SK하이닉스 전시 부스에 방문한 관람객

SK하이닉스는 “TSMC 2025 테크 심포지엄을 통해 HBM4 등 차세대 설루션에 대한 업계의 많은 관심을 확인할 수 있었다”며 “TSMC 등 파트너사와의 기술 협력을 통해 HBM 제품군을 성공적으로 양산하여 AI 메모리 생태계를 확장하고, 글로벌 리더십을 더 공고히 하겠다”고 밝혔다.

SK하이닉스가 24일 실적발표회를 열고, 올해 1분기 매출액 17조 6,391억 원, 영업이익 7조 4,405억 원(영업이익률 42%), 순이익 8조 1,082억 원(순이익률 46%)의 경영실적을 기록했다고 밝혔다. (K-IFRS 기준)

이번 매출과 영업이익은 분기 기준으로 역대 최고 실적을 달성했던 지난 분기에 이어 두 번째로 높은 성과다. 영업이익률도 전 분기 대비 1%p 개선된 42%를 기록하며 8개 분기 연속 개선 추세를 이어갔다.

SK하이닉스는 “1분기는 AI 개발 경쟁과 재고 축적 수요 등이 맞물리며 메모리 시장이 예상보다 빨리 개선되는 모습을 보였다”며 “이에 맞춰 HBM3E 12단, DDR5 등 고부가가치 제품 판매를 확대했다”고 설명했다.

이어 “계절적 비수기임에도 과거와 확연히 달라진 당사 경쟁력을 입증하는 실적을 달성했다”며 “앞으로 시장 상황이 조정기에 진입하더라도 차별화된 실적을 달성할 수 있도록 사업 체질 개선에 더욱 매진하겠다”고 강조했다.

이 같은 실적 달성에 힘입어 1분기 말 기준 회사의 현금성 자산은 14.3조 원으로, 지난해 말보다 0.2조 원 늘었다. 이에 따라 차입금과 순차입금 비율도 각각 29%와 11%로 개선됐다.

SK하이닉스는 글로벌 불확실성 확대로 수요 전망의 변동성이 커지고 있다며, 이러한 환경 변화에도 고객 요구를 충족시킬 수 있도록 공급망 내 협력을 강화하기로 했다.

회사는 HBM 수요에 대해 고객과 1년 전 공급 물량을 합의하는 제품 특성상 올해는 변함없이 전년 대비 약 2배 성장할 것으로 내다봤다. 이에 HBM3E 12단 판매를 순조롭게 확대해 2분기에는 이 제품의 매출 비중이 HBM3E 전체 매출의 절반 이상이 될 것으로 전망했다.

또한 AI PC용 고성능 메모리 모듈인 LPCAMM2*를 올해 1분기부터 일부 PC 고객에게 공급했고, AI 서버용 저전력 D램 모듈인 SOCAMM**은 고객과 긴밀히 협업해 수요가 본격화되는 시점에 공급을 추진할 계획이다.

* LPCAMM2(Low-Power Compression Attached Memory Module): LPDDR5X 기반의 모듈 설루션 제품으로 기존 DDR5 SODIMM 2개를 LPCAMM2 1개로 대체하는 성능 효과를 가지면서 공간을 절약하고 저전력과 고성능 특성을 구현
** SOCAMM(Small Outline Compression Attached Memory Module): 저전력 D램 기반의 AI 서버 특화 메모리 모듈

낸드에서도 회사는 고용량 eSSD 수요에 적극 대응하는 한편, 신중한 투자 기조를 유지하며 수익성 중심의 운영을 지속할 방침이다.

SK하이닉스 김우현 부사장(CFO)은 “‘설비투자 원칙(Capex Discipline)’을 준수하며 수요 가시성이 높고 수익성이 확보된 제품 중심으로 투자효율성을 한층 더 강화할 것”이라며, “AI 메모리 리더로서 파트너들과 협력을 강화하고 기술 한계를 돌파해, 업계 1등 경쟁력을 바탕으로 한 지속적인 이익 창출을 위해 노력하겠다”고 말했다.

■ 2025년 1분기 경영실적 비교표 (K-IFRS 기준)

※ 한국채택국제회계기준(K-IFRS)을 적용해 작성되었습니다.
※ 同 실적 발표자료는 외부 감사인의 회계검토가 완료되지 않은 상태에서 작성되었으며, 회계 검토 과정에서 달라질 수 있습니다.

SK하이닉스는 21일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 ‘2025년 과학·정보통신의 날 기념식’에서 도승용 부사장(DT 담당)이 정보통신 부문 동탑산업훈장을 수상했다고 밝혔다.

과학기술정보통신부 및 방송통신위원회는 과학의 날(4.21)과 정보통신의 날(4.22)을 맞아 산업 종사자의 자긍심을 고취하고, 과학기술의 중요성을 알리고자 매년 기념식과 시상식을 진행하고 있다. ‘AI로 디지털 대전환, 과학기술로 미래 선도’를 슬로건으로 열린 올해 행사에서는 국가 과학기술 및 정보통신 산업 발전에 기여한 유공자를 대상으로 부문별 포상이 진행됐다.

이날 도승용 부사장은 AI(Artificial Intelligence)와 DT(Digital Transformation) 기반으로 스마트팩토리(Smart Factory) 시스템을 구축해 HBM*과 메모리 제품의 시장 경쟁력을 강화하고, 국내 제조 산업의 기술력을 끌어올린 공로를 인정받았다.

* HBM(High Bandwidth Memory): 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품. HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E)-6세대(HBM4) 순으로 개발됨

▲ (왼쪽부터)한덕수 대통령 권한대행 국무총리와 SK하이닉스 도승용 부사장(DT 담당)

▲ 도승용 부사장(오른쪽)이 한덕수 대통령 권한대행 국무총리(가운데)로부터 동탑산업훈장을 받고 있다.

▲ 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 ‘2025년 과학·정보통신의 날 기념식’ 현장

주요 공적은 ▲HBM 향(向) 스마트팩토리 시스템 구축을 통한 HBM 생산성 향상 및 개발 기간 단축 ▲AI 업무 자동화 및 토탈 모니터링 시스템 구축 ▲AI 기반 가상 계측 시스템을 통한 품질 혁신(全 웨이퍼 품질 검사 실현) ▲EUV* 장비의 글로벌 운영 시스템 구축을 통한 장비 가동률 30% 향상 등이다.

* EUV(Extreme Ultraviolet): 짧은 파장의 빛(극자외선)을 이용하는 리소그래피 기술. 웨이퍼에 회로 패턴을 새기는 장비에 사용

SK하이닉스는 “도 부사장이 제조 IT 혁신을 주도하고 스마트팩토리 시스템을 개발해 AI 기반의 디지털 대전환을 성공적으로 완수했다”며 “앞으로도 이를 지속 개발하고 제조 현장에 적용해 주요 제품의 생산성 및 품질을 향상하고 시장 리더십을 확고히 할 계획”이라고 밝혔다.

“AI/DT 기반 스마트팩토리 구축… 생산성·품질 끌어올려 HBM 등 주요 제품 매출 증대”

뉴스룸은 동탑산업훈장 수상의 영예를 안은 도승용 부사장을 만나, 수상 소감을 듣고 핵심 공적을 자세히 살펴봤다.

도승용 부사장은 27년 경력의 제조 IT기술 전문가로, 2020년 SK하이닉스에 합류해 제조 현장의 디지털 전환을 주도하고 있다. 특히 AI 기반 스마트팩토리 구축, 각종 모니터링 및 자동화 시스템 도입 등 지난 5년간 굵직한 공적을 쌓았는데, 이는 제조 산업 전반에 영향을 주었다.

“그동안의 공적은 모두 구성원들의 헌신과 열정으로 맺은 결실이라 생각합니다. 지난 메모리 다운턴 등 난관 속에서도 함께 고민하고 솔루션을 찾아온 구성원들에게 동탑산업훈장의 공을 돌리며, 감사하다는 말을 전합니다. 제조 경쟁력 향상을 위해 더욱 정진하라는 메시지로 알고, 앞으로 솔선수범의 자세로 더욱더 최선을 다하겠습니다.”

수상에 영향을 준 핵심 공적을 묻는 말에 그는 ‘HBM 향 스마트팩토리 시스템’을 꼽았다. 무엇보다도 ‘하이브리드 생산 프로세스’를 언급했다.

“생성형 AI가 급부상하며 HBM, 3DS* 제품의 수요가 폭발적으로 증가했습니다. HBM 장비의 긴급 투자에도 불구하고 고객의 수요를 충족시키는 것이 쉽지 않았습니다. 이를 해결하기 위해 후공정 조직과 DT 조직은 기존 패키지 라인 장비를 활용할 하이브리드 생산 시스템을 구축했습니다. 이를 통해, 생산의 유연성을 극대화하여 대규모 추가적인 장비 투자 없이 HBM 수요에 효과적으로 대응하고, 매출 증대에도 기여할 수 있었습니다. DT 기술이 없었으면 이러한 하이브리드 시스템을 단기간에 신속하게 구축할 수 없었을 것이라고 생각합니다.”

* 3DS(3D Stacked Memory): 2개 이상의 D램 칩을 TSV(수직관통전극)로 연결해 패키징을 완료한 고대역폭 메모리 제품. 3DS와 달리 HBM은 패키징 완료 전에 시스템 업체에 공급되어 GPU와 같은 로직 칩과 함께 패키지화된다는 점에서 차이가 있다.

이뿐만 아니다. ‘전·후공정을 연계한 생산 계획 및 스케줄링’, ‘저진동 반송 제어’ 등 HBM 향 맞춤형 스마트팩토리 시스템은 HBM 생산성 및 품질 향상에 많은 도움을 주고 있다. 도 부사장은 “병목 발생 공정에서의 생산성을 31% 끌어올렸고, 이슈 공정 수율을 21% 개선했다”며 “결과적으로 HBM 매출을 전년 대비 4.5배 향상하는 데 크게 기여했다”고 설명했다.

‘선도적인 설계 자동화 기술 도입’ 또한 도 부사장이 손꼽는 성과다. 그는 “HBM3E보다 훨씬 복잡해 개발 기간이 크게 늘어날 것으로 예상됐던 HBM4 등 미래 제품 개발에 새로운 설계 시뮬레이션 기법을 도입했다”며 “이를 통해 개발 기간을 획기적으로 단축하며, 차세대 AI 메모리 시장에서도 SK하이닉스가 기술 우위를 이어갈 수 있는 발판을 마련하는 데 DT 조직의 기술력이 큰 역할을 했다”고 강조했다.

Global Operation 시스템 구축을 위한 ‘EUV 장비의 개발-양산-해외법인 통합‘ 역시 주요 성과로 손꼽힌다.

“메모리 제조의 핵심인 고가의 EUV 장비를 물리적으로 옮기지 않고도 여러 생산라인과 연구 조직, 심지어 해외생산 법인까지 마치 하나의 장비처럼 공유하고 협업할 수 있는 시스템을 구축했습니다. 이를 통해 신제품 개발부터 양산까지의 전환 속도를 높이고, EUV 장비의 가동률을 향상시켰습니다. 이 역시 DT 기술 없이는 불가능할 것이라고 생각합니다.”

“현장 곳곳에 AI… 적용 분야 늘려 완전한 AI 스마트팩토리 구축한다”

도승용 부사장은 엔지니어의 업무 효율을 개선하고, 소재·부품·장비의 활용성을 대폭 개선하기도 했다. 모두 AI와 DT 기술로 이뤄낸 성과였다.

“엔지니어의 경험적 판단과 조치에 의존했던 많은 업무를 AI/DT를 활용해 자동화했습니다. 덕분에 엔지니어들은 단순 반복 업무에서 벗어나 공정 개선과 같은 더 높은 고부가가치를 창출하는 핵심 업무에 집중할 수 있게 됐죠. 특히, AI 기반 결함(Defect) 이미지 분석시스템은 엔지니어의 분석 시간을 획기적으로 단축시켰으며, 장비의 유지보수 업무 자동화는 장비 비가동 시간을 개선해 상당한 규모의 웨이퍼 추가 생산 효과를 가져왔습니다. 또한 장비-웨이퍼-소재의 통합품질제어 체계를 구축해 불필요한 업무를 줄였으며 장비 및 소재 관련 잠재적인 사고를 예방하고 있습니다. 장비에서 발생하는 미세데이터를 활용한 AI 기반의 가상계측 기술 역시 완제품 생산 시간의 증가 없이 모든 웨이퍼의 품질의 이상을 감지하고 검사하는 혁신을 실현하고 있습니다.”

한편, 도 부사장이 일군 성과들은 SK하이닉스를 넘어 국내 제조 산업으로 확산되고 있다는 점에서 의미가 크다. 도부사장은 “자사의 Best Practice 전이를 통해 SK 관계사들의 스마트팩토리 시스템 구축을 지원하고 있다”며 이러한 경험과 기술이 더 많은 기업으로 확산된다면 국내 제조 산업 전반의 기술력과 경쟁력이 한층 높아질 것”이라고 기대감을 표했다.

앞으로의 과제에 대해선 “제조 전 영역의 AI 스마트팩토리 완성을 위해선 실패를 두려워하지 않는 끊임없는 도전과 혁신, 시행착오를 최소화할 수 있는 치밀함이 필요하다”고 말했다. 아울러 구성원들에게는 지속적인 원팀 협업을 부탁했다.

“현재의 성공을 기반으로 제조 전 영역에 더욱 지능화된 AI 스마트팩토리를 구축하기 위해서는 우리 모두 머리를 맞대고 창의적인 아이디어와 솔루션을 공유하고 강력한 시너지를 창출해야 합니다. 지금껏 잘해 왔듯이, 앞으로도 원팀 스피릿(One Team Sprit)으로 목표 달성을 향해 힘을 모았으면 합니다.”

마지막으로, 도승용 부사장은 AI 중심의 제조 혁신을 넘어 기업 전체의 지능화를 위한 비전을 공유하며 적극적인 노력을 다짐했다.

“SK하이닉스는 AI 시대를 선도하는 ‘Full Stack AI Memory Provider’로서, 제조 현장 전반에 AI를 깊숙이 접목해 지속적인 혁신을 추구할 것입니다. 궁극적으로는 제조 영역을 넘어 연구개발, 공급망 관리, 마케팅, 고객 지원에 이르기까지 전사적인 가치 사슬(Value Chain) 전체를 최적화하고 지능화함으로써, 스마트팩토리를 뛰어넘는 ‘지능형 기업(Intelligent Enterprise)’ 구축이라는 더 큰 목표를 향해 나아갈 것입니다. 구성원들과 함께 이러한 목표 달성을 위해 더욱 열심히 달려 나가겠습니다.”

* HBM(High Bandwidth Memory): 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품. HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E) 순으로 개발됨. HBM3E는 HBM3의 확장(Extended) 버전

뉴스룸은 최신 반도체 트렌드를 살펴보기 위해 향후 주목할 반도체 기술로 ‘실리콘 포토닉스’, ‘극저온 식각’, ‘유리 기판’을 선정하고 각 기술의 전문가들에게 해당 기술에 대한 개념과 효용 가치, 활용 방안에 관해 물었다.

빛의 속도로 작동하는 반도체, ‘실리콘 포토닉스’

실리콘 포토닉스의 기본 개념과 효용 가치에 대해 알아보기 위해 대구경북과학기술원(DGIST) 한상윤 로봇및기계전자공학과 교수를 만났다. 한 교수는 “AI 가속기, 뉴로모픽 컴퓨팅, 양자 컴퓨팅 등 차세대 컴퓨팅의 패러다임을 이끌어갈 핵심 기술”이라 강조했다.

Q. 실리콘 포토닉스란 무엇인가요?

A. 실리콘 포토닉스는 ‘웨이퍼 위의 실리콘 박막을 정밀하게 가공해 빛이 흐르는 도파로*를 만들고 전자가 아닌 빛을 이용해 보다 빠르게 데이터를 처리하는 기술’입니다.

* 도파로(Waveguide): 빛이나 전자기파를 특정 경로로 유도하여 전파하는 구조. 광섬유가 대표적인 예

도파로에 전압이나 전류를 가하면 굴절률이 변화하면서 빛의 진행 속도가 달라지는데요. 이러한 효과를 기반으로 복잡한 회로를 구성하면 빛을 매개로 하는 고속의 정보처리(연산, 통신 등)가 가능해집니다. 기존 반도체에서 사용하는 전자회로의 경우, 실리콘 채널을 통해 전자를 흐르게 하고, 전압이나 전류의 변화를 통해 전자의 흐름을 제어하는 형태로 정보처리를 진행하는데요. 이와 대응하는 개념인 것이죠.

실리콘 포토닉스의 최대 장점은 고속 정보처리 과정에서 볼 수 있는 뛰어난 에너지 효율성과 낮은 발열입니다. 전자가 고속으로 이동해 도체 내 원자나 이온의 충돌이 발생하는 전자회로의 경우, 정보처리 속도가 높아질수록, 에너지 소비와 발열이 기하급수적으로 증가하게 되는데요. 실리콘 포토닉스는 빛을 이용하기 때문에 이온과 전자의 물리적인 충돌로 인한 에너지 과소비 현상과 발열 등이 발생하지 않는 것입니다.

Q. 실리콘 포토닉스가 상용화된 미래의 모습이 기대되는데요. 실리콘 포토닉스가 상용화된다면 어떤 변화가 있을까요?

A. 이미 글로벌 반도체 업계에서는 상용화 단계에 돌입했다는 평가가 나오고 있습니다. 몇몇 파운드리 기업에서는 수년 전부터 실리콘 포토닉스의 파운드리 서비스를 제공하고 있으며, 연구 개발 수준을 넘어 실제 제품 개발 단계로 전환된 상황입니다.

또한, 여러 기업에서 AI 가속기를 비롯해, 양자 컴퓨팅 시스템, 데이터 센터 등 고성능 연산이 필요한 영역에 실리콘 포토닉스를 도입하고 있는데요. 기존 전자회로 기반의 컴퓨팅 시스템의 물리적 한계로 지적되고 있는 메모리-프로세서 간의 데이터 병목 현상 등을 해결할 수 있는 독보적인 잠재력을 갖추고 있다고 생각합니다.

가장 즉각적으로 활용할 수 있는 분야는 데이터 인터커넥트 분야인데요. 데이터센터의 서버 랙 간의 연결이나 보드와 보드, 심지어 반도체 칩과 칩 사이의 연결 과정에 실리콘 포토닉스를 활용할 수 있을 것입니다. 이렇게 된다면, 에너지 효율은 극대화하면서 정보 전송량을 대폭 늘릴 수 있습니다. 현재 데이터센터의 전력 소비 중 상당 부분이 데이터 전송과 발열을 잡는 냉각 등에 사용되는 상황에서 이는 매우 중요한 혁신이 될 것입니다.

최근 D램이나 낸드플래시(NAND flash, 이하 낸드) 등 반도체 제품의 트렌드를 살펴보면, 얼마나 높이 적층할 수 있는지가 중요한 이슈인데요. 이러한 적층 구조는 층수가 높아질수록 더욱 확장된 대역폭을 요구하게 되는데, 기존의 전자회로로는 이에 충족할 수 있는 대역폭을 제공할 수 없다는 물리적인 한계가 존재합니다. 실리콘 포토닉스는 이러한 한계를 해결하는 데 최적의 솔루션이 될 것으로 생각합니다.

지구의 열까지 식혀줄 ‘극저온 식각’

극저온 식각은 반도체 공정의 한계를 극복하고, 지구 온난화 완화에도 기여할 수 있는 혁신적인 기술이다. 한양대학교 정진욱 전기공학과 교수는 극저온 식각에 대해 “반도체의 품질 향상과 더불어 생산성까지 향상할 수 있을 것”이라고 평가했다.

Q. 극저온 식각이란 무엇인가요?

A. 기존에 사용하던 식각에 관해 간단히 설명해 드리는 게 좋을 것 같은데요. 웨이퍼를 액체에 담갔다가 건지는 형태의 습식 식각은 식각 속도는 빠르지만 자유롭게 움직이는 액체 때문에 정밀도가 떨어지는 단점이 있습니다. 이를 보완하기 위해 등장한 것이 플라즈마를 활용한 건식 식각입니다. 하지만 건식 식각의 경우, 고온의 플라즈마를 이용하는 과정 등이 매우 복잡하고 많은 시간이 소요된다는 단점이 있습니다.

최근, 고도화되는 반도체 공정에 의해 고종횡비* 패턴을 식각해야 하는 경우가 늘어나고 있습니다. 플라즈마 식각은 고종횡비 패턴 시각을 위해 매우 복잡한 화학반응을 일으켜야 합니다. 측면 식각을 막기 위한 차단막(Passivation Layer)도 필수적이죠. 차단막을 도포하면서 식각을 진행해야 하니, 식각의 속도가 느려지는 한계가 있습니다. 이러한 한계를 돌파하기 위해 등장한 기술이 극저온 식각입니다.

* 고종횡비(High Aspect Ratio): 가로(폭) 대비 세로(높이) 비율이 매우 큰 구조의 의미로 식각 공정에서 고종횡비를 구현하기 위해선 더욱 좁고 깊게 식각을 진행해야 한다.

극저온 식각은 극저온 환경에서 대부분 물질의 성질이 변화한다는 점에서 착안한 기술입니다. 먼저, 영하 80℃ 이하의 극저온 환경을 조성하면, 웨이퍼의 성질에도 변화가 발생합니다. 물이 영하에서 얼어붙어, 표면이 단단해지듯 웨이퍼 표면에도 비휘발성 보호층이 형성되는 것이죠.

이러한 보호층은 별도의 공정을 통한 차단막 형성 없이도 측면 식각을 막아주기 때문에 더욱 뚜렷한 수직 식각을 구현할 수 있습니다. 차단막 도포를 위한 화학 가스를 사용하지 않으니, 식각 공정에 사용되는 가스가 단순해지고, 덕분에 식각 속도 상승과 수직 모양의 정밀한 식각이 가능해지는 것입니다.

Q. 극저온 식각이 반도체 공정에 적용될 경우, 어떠한 장점들이 있을까요?

A. 우선, 기존 식각 기술 대비 약 3배 정도 더 빠른 식각 속도(Etch Time) 덕분에 생산성이 혁신적으로 개선된다는 점입니다.

현재는 고종횡비 식각이 많이 필요한 낸드 공정에서 일부 적용되고 있는데요. 실제 최근 발표된 한 기업의 연구 논문에 따르면, 400단의 낸드 메모리를 식각하는 데 30여 분가량이 소요된 것으로 알려졌습니다. 90여 분 이상 소요되는 기존 식각과 비교하면 혁신적인 속도라고 할 수 있죠. 이처럼 압도적인 성능을 보이는 만큼 추후엔 D램 공정에서도 활용될 것으로 예상하고 있습니다.

특히, 반도체 제품의 품질과 생산성 향상뿐 아니라 환경 측면으로도 큰 장점이 있을 것으로 생각하는데요. 극저온 식각을 사용할 경우, 기존에 복잡한 화학반응을 위해 사용하던 화학 가스의 사용을 90% 이상 줄일 수 있습니다. 해당 가스들은 온실효과를 유발하는데요. 이러한 가스의 사용이 획기적으로 줄어드니 온실효과 저감 효과도 기대할 수 있죠.

물론, 극저온 환경을 조성하기 위한 장비 등 설비 확충에 많은 비용과 시간이 필요하다는 점과 극저온 식각에서 사용되는 별도의 가스를 공급하는 기업이 현재로썬 많지 않다는 점 등 작은 문제도 있습니다. 하지만, 극저온 식각은 비약적으로 빨라진 식각 속도로 인한 전력 소비 저감 효과를 비롯해 반도체 품질 개선과 생산성 향상, 온실효과 저감 효과까지 기대할 수 있는 만큼, 많은 기업이 관심을 가지고 투자해야 한다고 생각합니다.

AI 시대를 이끌어갈 새로운 패러다임, ‘유리 기판’

반도체 기술이 고도화됨에 따라 패키징의 중요성이 커지고 있으며, 기판 소재에도 혁신적인 변화가 나타나고 있다. 최근 크게 주목받는 유리 기판에 관해 알아보기 위해 연세대학교 김현재 전기전자공학과 교수를 만나봤다. 김 교수는 “AI 시대를 위한 AI 반도체에는 유리 기판은 필수적”이라고 강조했다.

Q. 유리 기판이란 무엇인가요?

A. 반도체 유리 기판이란, 기존에 사용하던 유기 기판과 실리콘 기판을 대체할 수 있는 차세대 패키징 기술입니다. 반도체 소자와 회로를 물리적으로 지지하는 기판은 단순히 지지체의 역할뿐 아니라 열을 효과적으로 분산 관리해야 하고, 효율적인 전기 절연과 신호 전달의 매개체 역할까지 담당하는데요.

유리 기판은 높은 전기 절연성과 열 안정성 그리고 우수한 평탄도 등을 자랑하며, 미래 반도체의 핵심 기술이 될 것이라는 기대를 받고 있습니다. 유리 기판에 대해 자세히 설명해 드리기 위해선 기존에 사용하던 기판에 대해 간단히 알아볼 필요가 있습니다.

기존 유기 기판은 에폭시를 도포한 코어에 미세회로를 집적하는 방식으로, 표면이 다소 거칠기 때문에 미세패턴을 새기기에 불리했습니다. 하지만 유리 기판의 경우, 표면의 거칠기(평탄도)가 10nm(나노미터)로 유기 기판(400~600nm) 대비 40~60배가량 평탄합니다. 실제로 특정 기업에서는 유기 기판 대비 유리 기판을 사용할 경우, 10배 이상의 미세한 회로 밀도를 구현할 수 있다고 밝히기도 했죠.

실리콘 기판의 경우, 높은 수준의 평탄도와 열 안정성을 갖춰 고성능 반도체 제조에 유기 기판 대신 채용됐지만, 가격이 비싸고 열전도율이 높다는 단점이 있었습니다. 하지만 유리 기판은 실리콘 기판 수준의 평탄도와 상당한 수준의 열 안정성을 보이면서도 열전도율은 실리콘 기판 대비 150배 정도로 낮은 수준인데요. 덕분에 유리 기판을 사용하면 반도체 칩 전반에 열이 퍼지지 않게 관리하기에도 훨씬 쉽다는 장점이 있습니다.

이 외에도 유리 기판을 사용할 경우, MLCC* 칩 등을 기판 안으로 내장할 수 있어, 반도체 칩을 더욱 얇게 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 실리콘 기판 대비 획기적으로 저렴하기 때문에 고성능 반도체 제조를 위한 비용도 줄어들 것으로 전망됩니다.

* MLCC(Multilayer Ceramic Capacitor, 다층 세라믹 캐패시터): 여러 개의 세라믹 절연층과 전극층을 적층해 만든 캐패시터. 전자 기기에서 전압 조절, 전원 안정화, 신호 필터링 등의 역할을 수행하는 핵심 소자

Q. 그렇다면 가까운 시일 내에 유리 기판이 널리 사용될 것으로 생각하시나요?

A. 네. 이미 유리 기판과 관련해서는 다양한 기업에서 개발과 생산이 이어지고 있는데요. 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2025[관련기사]에서도 SKC가 공개한 유리 기판이 큰 관심을 끌기도 했습니다. 이 외에도 국내외 여러 기업이 유리 기판 개발과 생산에 집중하고 있습니다.

유리 기판이 상용화된다면, 반도체 산업에서도 큰 변화가 예상됩니다. 열전도율이 낮다는 특징 덕분에 지금까지 발열이 문제가 됐던 여러 분야에서 혁신적인 기술 개선을 이룰 수 있을 것입니다.

최근 메모리 업계의 뜨거운 관심을 받고 있는 HBM의 경우, 고대역폭의 데이터 전송 과정에서 발생하는 열을 제어하는 데 있어서 유리 기판이 하나의 유의미한 솔루션이 될 것으로 생각합니다. 또한, 개개인이 사용하는 스마트폰이나 태블릿, 노트북 등의 발열 문제 해결에도 큰 영향을 끼칠 것이며, 데이터센터의 발열 관리에도 큰 도움이 될 수 있을 것입니다.

물론, 아직 해결할 숙제가 없는 것은 아닙니다. 유리라는 소재 특성상 구멍을 뚫는 과정에서 미세한 균열이 발생하는 등 난제가 남아 있습니다. 하지만, 이러한 난제가 해결된다면 AI 시대를 이끌어갈 새로운 패러다임을 만들 것임이 분명하다고 생각합니다.

지금까지 실리콘 포토닉스, 극저온 식각, 유리 기판에 관한 이야기를 각 분야의 전문가들에게 들어봤다. 인류가 써내려 온 반도체 기술 한계 돌파의 역사에는 항상 이러한 혁신적인 기술들이 존재했다. 이 기술들이 반도체와 우리의 삶에 어떤 혁신을 가져올지 함께 지켜보자.

SK하이닉스가 3월 17일부터 21일(현지 시간)까지 미국 캘리포니아주 새너제이(San Jose)에서 열리는 ‘GTC(GPU Technology Conference) 2025’[관련링크]에 참가해, AI 시대를 선도하는 메모리 기술을 선보였다.

GTC는 엔비디아(NVIDIA)가 매년 개최하는 세계 최대 AI 전문 콘퍼런스다. 올해는 ‘What’s Next in AI Starts Here’라는 슬로건 아래 약 1,000개 이상의 세션과 300개 이상의 전시가 진행됐으며, AI 관련 최신 기술과 솔루션이 공유됐다.

▲ GTC 2025 행사장 내부 SK하이닉스 전시 부스

이번 행사에서 SK하이닉스는 ‘Memory, Powering AI and Tomorrow(메모리가 불러올 AI의 내일)’라는 주제로 전시 부스를 운영하며 ▲AI/DC(Data Center) ▲HBM* ▲온디바이스(On-Device) ▲오토모티브(Automotive) 등 네 가지 주요 영역에서 AI 혁신을 가속하는 메모리 제품들을 소개했다. 특히, HBM 섹션에서는 현재 개발 중인 HBM4 12단 모형을 공개하며 압도적인 기술 우위를 선보였다.

* HBM(High Bandwidth Memory): 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품. HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E)-6세대(HBM4) 순으로 개발됨

▲ GTC 2025 행사장 내 SK하이닉스 전시 부스(AI/DC 섹션)

AI/DC 섹션에는 대규모 데이터 처리와 저장에 최적화된 기업용 SSD(Enterprise SSD, eSSD) ▲PEB110 ▲PS1010 ▲PE9010 등과 데이터센터용 DIMM* 제품인 ▲DDR5 RDIMM과 ▲MRDIMM, 세계 최고 사양의 그래픽 메모리 ▲GDDR7이 전시됐다. 또한, DDR5 기반의 CXL* 제품인 ▲CMM-DDR5과 AI 서버용 저전력 D램 모듈인 ▲SOCAMM* 등 차세대 AI 메모리도 함께 선보여 눈길을 끌었다. 회사는 LPDDR5X와 서버용 메모리 시장에서의 경쟁력을 바탕으로 SOCAMM 시장이 개화하는 시기에 맞춰 양산을 시작해 AI 메모리 포트폴리오를 확대해 나갈 계획이다.

* DIMM(Dual In-line Memory Module): 여러 개의 D램이 기판에 결합한 모듈
* CXL(Compute Express Link): 고성능 컴퓨팅 시스템에서 CPU/GPU, 메모리 등을 효율적으로 연결해 대용량, 초고속 연산을 지원하는 차세대 인터페이스. 기존 메모리 모듈에 CXL을 적용하면 용량을 10배 이상 확장할 수 있음
* SOCAMM(Small Outline Compression Attached Memory Module): 기존의 서버용 메모리 모듈보다 더 작은 폼팩터를 가지면서 전력 효율이 높은 LPDDR5X 기반 차세대 메모리 모듈

HBM 섹션에서 가장 주목받은 제품은 단연 HBM4였다. 이번 행사에서 처음 공개된 SK하이닉스의 HBM4는 베이스 다이(Base Die) 성능을 대폭 개선하고, 전력 소모를 획기적으로 줄이는 방향으로 개발 중이다. 회사는 AI 메모리 솔루션인 HBM4를 선보이며 업계 선도적 위치를 더욱 공고히 할 것이라고 설명했다. 또한, 현존 최고 성능과 용량을 갖춘 HBM3E 12단 제품[관련기사]과 엔비디아의 ‘GB200 그레이스 블랙웰 슈퍼칩(GB200 Grace Blackwell Superchip)’을 함께 전시해 시장에서의 경쟁 우위를 증명했다.

▲ GTC 2025 행사장 내부 SK하이닉스 전시 부스(온디바이스 섹션)

온디바이스 섹션에는 디바이스 자체에서 데이터 처리와 AI 연산을 수행할 수 있도록 최적화된 ▲LPDDR6 ▲LPCAMM2 ▲PCB01 ▲ZUFS 4.0 등의 고성능·저전력 메모리 솔루션들이 소개됐다.

▲ GTC 2025 행사장 내부 SK하이닉스 전시 부스(오토모티브 섹션)

오토모티브 섹션에서는 ▲HBM2E ▲LPDDR5 ▲UFS 3.1 ▲Gen4 SSD 등의 차량용 메모리 솔루션을 선보이며, 자율주행 및 미래 모빌리티 시대를 앞당길 혁신 기술을 제시했다.

이번 행사에서는 오프라인 전시 부스와 함께 온라인 방문객들을 위한 버추얼 부스(Virtual Booth)도 마련됐다. [관련링크] 회사는 지난해 성과와 함께 서버 솔루션, PS1012, GDDR7, CMM-DDR5 등의 주요 제품 정보를 웹 브로슈어로 제공하고, HBM, 1c DDR5*, Automotive 등의 혁신 솔루션을 소개하는 영상을 공개해 방문객들이 SK하이닉스의 지속적인 기술 리더십을 확인할 수 있게 했다.

* 10나노급 6세대(1c) 미세공정을 적용한 16Gb(기가비트) DDR5 D램. 10나노급 D램 공정 기술은 1x-1y-1z-1a-1b 순으로 개발돼 1c는 6세대다. 2024년 8월 SK하이닉스가 세계 최초로 개발에 성공했다.

▲ AI시대 HBM의 중요성에 대해 발표 중인 박정수 TL(HBM상품기획)

회사는 전시 외에도 발표 세션을 통해 업계 관계자들과 인사이트를 공유했다. 박정수 TL(HBM상품기획)은 ‘High-Bandwidth Memory: Backbone of High Performance Computing and AI(HBM: 고성능 컴퓨팅 및 AI의 핵심)’라는 주제로 발표를 진행하며, HBM 기술의 발전과 SK하이닉스의 독보적인 리더십을 강조했다.

▲ SK하이닉스의 차량용 메모리에 대해 발표 중인 김기홍 TL(Mobility사업)

김기홍 TL(Mobility사업)은 온라인 세션을 통해 ‘Preparing for the Future: Automotive Memory and Storage requirements(미래 전략: 차량용 메모리 및 스토리지 요구 사항)’라는 주제로 자동차 산업에서의 메모리 및 스토리지 특성과 SK하이닉스의 전략을 소개했다.

SK하이닉스는 “AI 기술이 급속도로 발전하는 가운데, 메모리 솔루션의 중요성도 더욱 커지고 있다”며, “이번 GTC 2025에서 AI 시대를 위한 최적의 메모리 솔루션을 선보이며 원팀 파트너십을 바탕으로 글로벌 AI 기업들과의 협력을 더욱 강화할 것”이라고 밝혔다.

▲ SK하이닉스 HBM4 12단 샘플

SK하이닉스가 AI용 초고성능 D램 신제품인 HBM4 12단 샘플을 세계 최초로 주요 고객사들에 제공했다고 19일 밝혔다.

SK하이닉스는 “HBM 시장을 이끌어온 기술 경쟁력과 생산 경험을 바탕으로 당초 계획보다 조기에 HBM4 12단 샘플을 출하해 고객사들과 인증 절차를 시작한다”며, “양산 준비 또한 하반기 내로 마무리해, 차세대 AI 메모리 시장에서의 입지를 굳건히 하겠다”고 강조했다.

이번에 샘플로 제공한 HBM4 12단 제품은 AI 메모리가 갖춰야 할 세계 최고 수준의 속도를 갖췄다. 12단 기준으로 용량도 세계 최고 수준이다.

우선 이 제품은 처음으로 초당 2TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리할 수 있는 대역폭*을 구현했다. 이는 FHD(Full-HD)급 영화(5GB = 5기가바이트) 400편 이상 분량의 데이터를 1초 만에 처리하는 수준으로, 전세대(HBM3E) 대비 60% 이상 빨라졌다.

* 대역폭(Bandwidth): HBM 제품에서 대역폭은, HBM 패키지 1개가 초당 처리할 수 있는 총 데이터 용량을 뜻함

아울러 회사는 앞선 세대를 통해 경쟁력이 입증된 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 공정을 적용해 HBM 12단 기준 최고 용량인 36GB를 구현했다. 이 공정을 통해 칩의 휨 현상을 제어하고, 방열 성능도 높여 제품의 안정성을 극대화했다.

SK하이닉스는 2022년 HBM3를 시작으로 2024년 HBM3E 8단, 12단도 업계 최초 양산에 연이어 성공하는 등 HBM 제품의 적기 개발과 공급을 통해 AI 메모리 시장 리더십을 이어왔다.

SK하이닉스 김주선 AI Infra(인프라) 사장(CMO, Chief Marketing Officer)은 “당사는 고객들의 요구에 맞춰 꾸준히 기술 한계를 극복하며 AI 생태계 혁신의 선두 주자로 자리매김했다”며 “업계 최대 HBM 공급 경험에 기반해 앞으로 성능 검증과 양산 준비도 순조롭게 진행할 것”이라고 말했다.

▲ SK하이닉스 HBM4 12단 샘플

SK하이닉스가 17일부터 21일(현지 시간)까지 미국 새너제이(San Jose)에서 엔비디아(NVIDIA)가 주최하는 글로벌 AI 컨퍼런스인 ‘GTC(GPU Technology Conference) 2025’에 참가해, ‘Memory, Powering AI and Tomorrow(메모리가 불러올 AI의 내일)’를 주제로 부스를 운영한다.

회사는 HBM을 포함해 AI 데이터센터, 온디바이스(On-Device)*, 오토모티브(Automotive) 분야 메모리 솔루션 등 AI 시대를 이끌 다양한 메모리 제품을 전시한다.

* 온디바이스(On-Device): 물리적으로 떨어진 서버의 연산을 거치지 않고 기기 자체에서 특정 기능을 구현하는 것. 따라서 온디바이스 AI는 스마트 기기가 자체적으로 정보를 수집하고 연산해 AI 기능의 반응 속도가 빨라지고 사용자 맞춤형 AI 서비스도 강화하는 기술을 뜻함

회사는 “HBM3E 12단 이외에 새로운 AI 서버용 메모리 표준으로 주목받고 있는 SOCAMM*도 함께 전시해, 선도적인 AI 메모리 기술력을 선보이겠다”고 말했다.

* SOCAMM(Small Outline Compression Attached Memory Module): 저전력 D램 기반의 AI 서버 특화 메모리 모듈

▲ SK하이닉스가 GTC 2025에 전시한 HBM4(모형)와 SOCAMM

이번 행사에는 곽노정 대표이사 사장(CEO, Chief Executive Officer), 김주선 AI Infra(인프라) 사장(CMO, Chief Marketing Officer), 이상락 부사장(Global S&M 담당) 등 회사 주요 경영진이 참석해 글로벌 AI 산업 리더들과의 협력을 공고히 할 예정이다.

세계 최초로 5세대 HBM(HBM3E) 12단 제품을 양산해 고객사에 공급 중인 SK하이닉스는 올 하반기 내로 HBM4 12단 제품 양산 준비를 마치고 고객이 원하는 시점에 맞춰 공급을 시작한다는 방침이다. 이번 전시에는 개발 중인 HBM4 12단의 모형도 함께 전시될 예정이다.

SK하이닉스 김주선 사장은 “이번 GTC에서 AI 시대의 선도 제품을 선보여 뜻깊게 생각한다”며, “차별화된 AI 메모리 경쟁력을 통해 ‘풀 스택 AI 메모리 프로바이더(Full Stack AI Memory Provider)*’로서의 미래를 앞당길 것”이라고 말했다.

* ‘전방위 AI 메모리 공급자’, AI 관련 다양한 메모리 제품과 기술을 포괄적으로 제공하겠다는 의미

▲ SK하이닉스 GTC 2025 부스 조감도

SK하이닉스의 HBM은 업계 최고 수준의 기술력을 바탕으로 2024년 역대 최대 실적 달성에 중추적 역할을 했다. 올해는 더 큰 성장을 위한 기술 혁신과 생산성 향상이 필요한 시점으로, 수율·품질·비용 최적화 및 패키징 기술 고도화를 책임지는 HBM 융합기술 조직의 역할이 어느 때보다 중요하다.

뉴스룸은 2025년 신임임원으로 선임된 HBM융합기술 한권환 부사장을 만나 AI 메모리 반도체 시장을 선도할 HBM 기술 혁신 전략과 앞으로의 목표에 대해 이야기를 나눴다.

기술 혁신과 운영 혁신, 두 마리 토끼 잡는다

2002년 SK하이닉스에 입사한 한 부사장은 초기 HBM 개발부터 참여하여 이후 모든 세대 HBM 제품 개발과 양산을 이끌며 1등 리더십을 구축해 온 주역이다.

“HBM이 처음 출시될 당시, 생산 규모나 제품 수요는 지금과 비교할 수 없을 정도로 미미했습니다. 하지만 2023년 챗GPT의 등장과 함께 AI 시장이 폭발적으로 성장하기 시작했고, 고객 수요가 급격히 늘었는데요. 이에 대응하기 위해 기존의 라인보다 훨씬 규모가 큰 생산 라인을 단기간에 구축해야 하는 과제가 주어 졌고, 일부 수요에 대해서는 다른 제품의 생산 라인 일부를 HBM 생산 라인으로 전환하며 대규모 양산 체계를 구축했습니다. 당시에는 불가능에 가깝다고 여겼던 일이지만, HBM융합기술 구성원을 비롯한 유관 부서의 헌신적인 노력으로 성공할 수 있었습니다.”

한 부사장의 전략적 대응은 SK하이닉스의 HBM 시장 점유율을 높이고, 세계 최고 수준의 생산 능력과 품질을 확보하는 기반이 됐다. 그는 이러한 경험과 역량을 바탕으로 HBM융합기술 조직을 총괄하며, 제품 양산성을 높이고 차세대 HBM으로의 원활한 전환을 위해 새로운 기술적 토대를 마련하는 중책을 수행할 예정이다.

“HBM 시장 경쟁에서 우위를 점하기 위해서는 기술력은 기본이고, 최상의 제품을 적시에 고객에게 공급할 수 있어야 합니다. 기술 및 운영 혁신을 통해 시장과 고객 요구에 기민하게 대응할 수 있는 협업 체계를 구축하고, 안정적인 양산까지 이어질 수 있도록 맡은 바 최선을 다하겠습니다.”

시장과 고객 요구에 대응한 최적의 양산 환경 구축이 목표

한 부사장은 “2025년 가장 중요한 과제는 늘어나는 시장 수요에 안정적으로 대응하고, 동시에 차세대 HBM 양산을 위한 기술적 준비를 탄탄히 하는 것”이라고 강조했다.

“올해 주력으로 생산될 12단 HBM3E 제품은 기존의 8단 HBM3E 제품에 비해 공정 기술의 난이도가 높습니다. 또한, 차세대 HBM 제품은 진화하는 제품 세대에 따라 기술적인 과제가 더욱 늘어날 것으로 생각됩니다. 개발 과정에서 많은 기술적 도전을 극복하고 양산을 시작하겠지만, 생산량을 급격히 늘려가는 과정에서 예상치 못한 변수가 추가로 발생할 수 있고 해결도 매우 어렵습니다. HBM융합기술 조직은 이를 사전에 예측하고 철저한 대응 전략을 마련하는 데 집중할 계획입니다.”

최근 AI 메모리 반도체 수요가 늘면서, 글로벌 빅테크 기업을 중심으로 고객 맞춤형(Customized) 제품에 대한 요구도 점차 증가하고 있다. 하지만 HBM은 다른 제품보다 공정 수가 많고 생산 과정도 복잡해, 이에 대응하는 것이 쉽지 않다. 한 부사장은 “단순히 생산량을 늘리는 것이 아니라 효율적인 운영 체계를 구축하는 것이 더욱 중요해졌다”며 “생산 라인의 유연성을 높이고 고객과의 협력을 강화해 자사 HBM 경쟁력을 극대화하겠다”고 밝혔다.

“HBM 생산라인의 유연성을 제고하기 위해 다양한 운영 시스템을 협업을 통해 개선하고 있고, 개발 단계부터 개발/양산이 한팀이 되어 고객과 더욱 밀도 높은 협업으로 생산 효율성을 높일 것입니다. 이를 위해 유관 부서와 함께 기술적인 문제들을 사전에 해결해 최적의 양산 환경을 구축하는 것이 목표입니다. 이를 바탕으로 SK하이닉스가 풀 스택 AI 메모리 프로바이더로서 한 단계 도약하는 데 기여하겠습니다.”

구성원과 회사가 함께 성장할 수 있도록, 리더의 역할 다 할 것

한 부사장은 탁월한 성과를 끌어내는 힘은 구성원들의 자발적인 ‘동기부여’라며, 이를 위한 리더의 역할을 강조했다. 특히, 조직의 젊은 구성원들의 성장을 적극적으로 돕겠다는 의지를 드러냈다.

“구성원들이 스스로 동기부여하고, 주인의식을 가질 수 있는 환경을 조성하기 위해 리더가 할 일은 ‘소통’이라고 생각합니다. 열정을 가지고 각자의 자리에서 최선을 다하는 젊은 구성원들이 회사와 함께 성장할 수 있도록, 적극적으로 소통하고 함께 문제를 해결해 나가겠습니다.”

또한, 한 부사장은 급변하는 시장 환경에서도 가장 중요한 가치는 ‘안전’이라고 당부하며, 자신감을 갖고 함께 나아가자고 구성원들을 격려했다.

“우리는 지금 빠르게 성장하고 있고, 목표를 달성하는 데 집중해야 하는 상황입니다. 하지만 안전보다 중요한 것은 없습니다. 이를 위해 리더들이 앞장서겠습니다. 그리고 우리가 세계 최고라는 사실을 잊지 않았으면 합니다. 앞으로도 구성원들과 함께 소통하고 협력하면서, 더욱 강한 SK하이닉스를 만들어가겠습니다.”