HBM 다음엔 HBF 시대 온다

*HBM(고대역폭 메모리)과 HBF(고대역폭 플래시)

AI 반도체의 성능을 극대화하기 위해 개발된 적층형 메모리 기술입니다. HBM은 속도가 빠른 D램을 쌓아 연산 성능을 높이고, HBF는 용량이 큰 낸드 플래시를 쌓아 방대한 데이터를 저장하는 데 특화되어 있습니다.

핵심 차이점 비교

HBM과 HBF는 서로 경쟁하는 관계가 아니라, AI 시스템 내에서 서로 다른 역할을 수행하며 상호 보완하는 구조입니다

HBF의 등장 배경과 필요성

기존의 HBM만으로는 AI 모델이 커짐에 따라 발생하는 엄청난 양의 데이터를 모두 감당하기 어려워졌습니다.

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용량 한계 극복: HBM은 가격이 비싸고 용량을 무한히 늘리기 어렵습니다. 반면 HBF는 저렴한 낸드 플래시를 수직으로 적층하여 테라바이트(TB)급의 대용량을 구현할 수 있습니다.

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병목 현상 해소: GPU 근처에 대용량 HBF를 배치함으로써, 멀리 떨어진 데이터센터나 저장장치에서 데이터를 가져올 때 발생하는 병목 현상을 줄일 수 있습니다.

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추론 최적화: AI 학습(Training)보다 이미 학습된 모델을 사용하는 추론(Inference) 단계에서 대규모 사용자 히스토리나 파라미터를 저장하는 데 매우 효율적입니다.

주요 기업 동향

SK하이닉스: 샌디스크(SanDisk)와 협력하여 HBF 기술 표준을 선도하고 있으며, 내년 양산을 목표로 개발 중입니다.

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삼성전자: 낸드 시장 1위 역량을 바탕으로 HBF 독자 개발 및 HBM-HBF 통합 패키징 솔루션을 연구하고 있습니다.

샌디스크(SanDisk): 2025년 HBF 개발 계획을 발표했으며, 2026년 하반기 고객사 샘플 제공을 목표로 하고 있습니다.

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HBF는 이르면 2027년 말에서 2028년경 상용화될 것으로 예상되며, 향후 AI 반도체 시장에서 HBM과 함께 핵심 메모리 계층을 형성할 것으로 전망됩니다. ''

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HBM 다음엔 HBF 시대 온다

삼전·하닉 아직 안 늦은 까닭'

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공학계 예상대로 메모리 수요가 끝없이 팽창한다면, 메모리 기업의 주식을 사서 기다리기만 하면 되는 걸까. 우리가 간과해선 안 될 지점은 기술의 세계와 투자의 세계가 다르다는 점이다. 우리는 모두 인터넷과 모바일 기술 진화의 열매를 따 먹고 있지만, 그 과정은 버블의 형성과 붕괴, 기업 파산과 인수합병의 연속이었다. 그 안에서 투자 성공담과 실패담이 공존했다.

기술에 대한 정확한 이해와 전망이 투자의 성패를 좌우한다는 얘기다. 이를 위해 머니랩은 학계에서 반도체를 연구해 온 공학자 3인을 인터뷰했다. 저서 『반도체 삼국지(2022)』로 K반도체 산업의 길을 제시한 권석준 성균관대 화학공학부 교수, 고대역폭메모리(HBM)의 기본 구조를 창안해 ‘HBM의 아버지’로 불리는 김정호 한국과학기술원(KAIST) 전기·전자공학부 교수, 2018년부터 5대 연속 한국반도체디스플레이기술학회 회장을 역임 중인 박재근 한양대학교 반도체공학과 석학교수(가나다 순) 등이다.

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이번 수퍼사이클은 언제까지 이어질까.

박재근=삼성전자·SK하이닉스의 설비 확충으로 2028년 말~2029년쯤 수요·공급이 균형을 이루면 제품 가격이 하락해 정체기가 올 순 있다. 그러나 글로벌 빅테크의 AI 데이터센터 확장 투자 등으로 최소한 2029년까지는 수퍼사이클이 이어질 것이다. 2030년부터는 로봇 등 피지컬 AI의 산업 현장 적용으로 제2차 AI 반도체 성장 사이클이 올 것이다. 그 이후 2040년까지도 AI 생태계는 인공일반지능(AGI·인간 수준의 지적 업무를 수행하는 인공지능) 시대로 향하는 성장 가도를 예상한다.

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메모리가 그래픽처리장치(GPU)처럼 AI 기술을 주도할 수도 있나.

김정호=충분히 가능하다. 고대역폭메모리(HBM)는 D램이 층층이 쌓인 구조인데, 연산 기능이 있는 1층 로직다이(HBM에서 D램 적층부와 GPU를 연결하고 데이터를 제어하는 핵심 칩)에 GPU 기능을 넣을 수 있다. 반대로 엔비디아의 GPU를 중심으로 메모리 기능을 붙이는 구조도 가능하다. 향후 메모리와 GPU 진영 간에 AI 칩 주도권 전쟁이 일어날 수 있다.

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SK하이닉스·삼성전자·마이크론의 기술력을 비교한다면.

권석준=SK하이닉스는 HBM4부터 대만 TSMC의 로직 파운드리 기술을 활용한다. 마이크론은 미국 기업임을 앞세워 미국 빅테크의 공급망 다변화 전략으로 점유율을 높일 공산이 있다. 삼성전자의 강점은 파운드리다. 삼성전자는 지난 12일 6세대인 HBM4를 양산 출하했다. 로직다이를 스스로 설계해 생산하기 때문에 유리한 고지를 점할 수 있다고 본다.

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HBM이 ‘책장’이라면 고대역폭플래시(HBF)는 ‘도서관’에 비유된다. HBF는 언제 상용화할까.

박재근=HBF는 2028~2030년쯤 확산할 것으로 본다. HBM에선 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 3사가 경쟁했지만, HBF 시장에서는 이들 3사에 일본 키옥시아, 미국 샌디스크까지 가세해 경쟁 구도를 형성할 것이다. [출처:중앙일보] https://www.joongang.co.kr/article/25406496