SK하이닉스 창립 41주년…“40년 기술력 다져 글로벌 1위 우뚝”

SK하이닉스가 지난 1983년 반도체 사업 시작 이래 40년간의 끊임없는 노력과 혁신을 통해 글로벌 리더 인공지능(AI) 메모리 컴퍼니로 도약했다. 

그 배경에는 고대역폭 메모리(HBM), 지능형반도체(PIM), 컴퓨트 익스프레스 링크(CXL) 등 첨단 공정과 패키징 기술이 집약된 AI 메모리가 자리 잡고 있다. 

10일 SK하이닉스에 따르면 SK하이닉스는 지난 2022년 생성형 AI의 등장 이후 다양한 제품과 서비스가 AI 중심으로 재편됐고 AI 기술은 빠르게 발전했다. 

이에 따라 대용량 데이터를 처리하고 빠른 학습과 추론을 지원하는 고성능 메모리의 필요성도 크게 증가했다. 

SK하이닉스는 시장 변화에 발맞춰 고성능 메모리 솔루션을 제공하며 AI 산업 발전에 핵심적인 역할을 수행했다.

SK하이닉스는 AI 흐름이 본격화하기 전부터 고대역폭으로 대용량 데이터를 빠르게 전달하는 ‘HBM’ 개발에 집중하며 내실을 다졌다. 특히 HBM2E를 통해 시장 주도권을 잡고 영향력을 확장했으며 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC)에 최적화된 HBM3로 큰 주목을 받았다. 

특히 SK하이닉스는 “메모리를 엔비디아에 공급하며 AI 및 데이터센터 시장의 핵심 파트너로 자리매김했다”며 “SK하이닉스는 HBM 시장 점유율 50%를 달성하며 HBM 강자로서 위상을 확립했다”고 설명했다. 

AI 메모리 시장에서 SK하이닉스의 위상은 올해도 이어졌다. SK하이닉스는 지난해 최고 성능의 ‘HBM3E(5세대)’를 개발했으며 올해부터 글로벌 톱 IT 기업에 제품 공급을 시작했다. 

15년 갈고 닦은 HBM 기술력

SK하이닉스의 ‘HBM 성공신화’는 지난 2009년으로 거슬러 올라간다. 당시 SK하이닉스는 실리콘관통전극(TSV)과 웨이퍼 레벨 패키지(WLP) 기술이 메모리 성능의 한계를 극복해 줄 것으로 판단하고 본격적인 개발에 착수했다. 

그로부터 4년 후 이 기술을 기반으로 한 고대역폭 메모리, 1세대 HBM을 출시했다. 이 제품은 혁신적인 메모리로 주목받았지만 시장의 폭발적인 반응을 얻지는 못했다. 

그럼에도 SK하이닉스는 멈추지 않고 후속 개발에 매진했다. 목표는 ‘최고 성능’이었다. 이 과정에서 SK하이닉스는 열 방출과 생산성이 높은 MR-MUF(Mass Reflow Molded UnderFill) 기술을 HBM2E에 적용해 시장 판도를 바꿨다. 이후 얇은 칩 적층, 열 방출, 생산성이 모두 탁월한 어드밴스드(Advanced) MR-MUF 기술을 개발해 HBM3와 HBM3E에 적용했다. 이 기술을 바탕으로 지난해에는 HBM3 12단(24GB)을, 올해에는 HBM3E 12단(36GB) 양산까지 성공하며 ‘업계 최고 성능’이란 신기록을 잇달아 달성했다. 

SK하이닉스는 “SK하이닉스는 AI 메모리를 적기에 출시하며 시장 요구를 완벽히 충족했다”며 “15년간의 연구·개발을 통해 축적한 기술력과 이에 대한 전 구성원의 믿음, 그리고 미래를 내다 전략적 투자가 있었기에 가능한 결과”라고 말했다. 

올해도 SK하이닉스는 AI 리더십을 공고히 하기 위한 전략적 행보를 이어갔다. 지난 4월에는 미국 인디애나주에서 어드밴스드 패키징 생산기지 건설을 위한 투자 협약을 체결했다. 

차세대 HBM을 비롯한 AI 메모리가 이곳에서 집중 생산될 계획이다. 같은 달, TSMC와의 기술 협약 또한 체결했다. 이로써 SK하이닉스는 고객·파운드리·메모리 간 3자 협업 체계를 구축, 메모리 성능의 한계를 넘어서고 AI 시장에서 우위를 가져간다는 계획이다.

끊임없는 혁신·AI 메모리 라인업 강화

SK하이닉스의 도전과 혁신은 메모리 전 영역에서 이뤄지고 있다. SK하이닉스는 ‘메모리 센트릭’을 비전으로 삼고, 40년간 축적해 온 기술력을 바탕으로 다양한 AI 메모리를 개발하는 중이다. 

특히 올해는 PIM, CXL, AI SSD 등으로 라인업을 더욱 강화하며 르네상스의 원년을 만들어가고 있다.

PIM은 SK하이닉스가 주목하는 지능형 메모리 반도체로, 저장과 연산의 경계를 허문 혁신 제품이다. 연산용 프로세서를 집적한 이 메모리는 AI 연산에 필요한 데이터를 생성하고 전달하는 역할을 한다. 

SK하이닉스는 자사 PIM 제품인 ‘GDDR6-AiM(Accelerator-in-Memory)’을 이미 출시한 바 있다. 이 제품 여러 개를 연결해 성능을 높인 가속기 카드 ‘AiMX(AiM based Accelerator)’도 지난해 선보였다. 올해는 용량을 2배 늘린 AiMX 32GB 제품을 공개하며 업계의 주목을 받았다.

아울러 SK하이닉스는 CXL에도 적극 투자하고 있다. CXL은 중앙처리장치(CPU), 메모리 등 장치별로 다른 인터페이스를 통합하는 기술이다. 이를 활용하면 메모리 대역폭과 용량을 쉽게 확장할 수 있다. 

앞서 SK하이닉스는 지난 5월 DDR5 대비 50% 넓은 대역폭, 100% 늘어난 용량을 제공하는 ‘CMM(CXL Memory Module)-DDR5’를 선보였다. 9월에는 CXL 최적화 소프트웨어인 ‘HMSDK(Heterogeneous Memory S/W Development Kit)’의 주요 기능을 오픈소스 운영체 SK하이닉스는 AI 서버 및 데이터 센터용 초고속·고용량 eSSD를 개발하는 데도 힘쓰고 있다. 이 외에도 내년 출시를 목표로 300테라바이트(TB) 용량의 기업용 솔리드스테이트드라이브(eSSD) 개발을 계획하고 있다.

온디바이스 AI에 대응하기 위한 라인업도 탄탄하다. SK하이닉스는 AI 스마트폰의 성능을 높여줄 저전력 D램 ‘LPDDR5X’를 지난 2022년 11월 출시했다. 이 제품의 업그레이드 버전인 ‘LPDDR5T’를 지난해 1월 출시했다. 

같은 해 11월에는 LPDDR5X를 모듈화한 제품 ‘LPCAMM2’를 공개했다. LPCAMM2는 AI 데스크톱 및 노트북에서 탁월한 성능을 낼 것으로 기대된다. 올해는 AI PC용 고성능 cSSD인 ‘PCB01’, AI용 모바일 낸드 솔루션 ‘ZUFS(Zoned UFS) 4.0’ 또한 개발을 마쳤다.

SK하이닉스는 “기술적 한계를 끊임없이 극복해 나가고 있고 다변화한 AI 서비스에 발맞춰 각 고객에 최적화된 맞춤형 AI 메모리를 개발하는 데 집중하고 있다”며 “혁신 소자 기반의 차세대 이머징 메모리 또한 개발 중”이라고 말했다.  

신종모 기자 jmshin@smartfn.co.kr