[반차장보고서] 삼성전자 뛰어넘은 'SK하이닉스'…HBM3E 12단도 계획대로

반도체⋅부품 관련 정책 동향과 현장의 목소리를 전달하기 위해 한 주 동안 열심히 달린 <소부장반차장>이 지난 이슈의 의미를 되새기고, 차주의 새로운 동향을 연결해 보고자 주간 보고서를 올립니다. <반차장보고서>를 통해 한 주를 정리해보시길 바랍니다. <편집자주>

"열 잡고 저전력까지"…딥엑스 AI 반도체 'DX-M1', 발열 제어 '입증'

엑스(대표 김녹원)의 AI 반도체 DX-M1이 차별화된 발열 관리와 저전력 기술력을 입증했다다. 최근 진행한 '버터 벤치마크' 실험에서 우수한 발열 제어 성능을 입증했다.

21일 딥엑스는 자사의 AI 반도체 DX-M1이 '버터 벤치마크' 실험에서 글로벌 경쟁 제품을 압도하는 성능을 보였다고 발표했다. 버터 벤치마크는 반도체 칩 위에 버터를 놓고 구동 시 발생하는 열을 비교하는 간단한 실험으로, 반도체의 발열 성능을 직관적으로 시각화할 수 있다. AI 알고리즘 추론 중 발생하는 발열을 비교해 DX-M1의 발열 제어 기술을 측정하는 것이다.

딥엑스에 따르면, DX-M1은 객체 인식 AI 알고리즘인 Yolo5s 모델을 초당 30회 추론하는 과정에서도 버터가 녹지 않을 만큼의 발열 관리 성능을 보였다. 동일한 조건에서 경쟁사의 AI 반도체 제품들은 버터가 빠르게 녹아내리며 발열 관리의 한계를 드러냈다. 더 복잡한 Yolov7 알고리즘에서도 DX-M1은 경쟁 제품에 비해 20~40도의 낮은 온도를 유지하며, 저전력 및 고효율 설계의 우수성을 증명했다.

특히 DX-M1은 140도라는 극한 온도에서도 안정적인 성능을 유지, 가혹한 환경에서도 발열로 인한 성능 저하 없이 안정적으로 구동할 수 있음을 입증했다. 딥엑스는 DX-M1을 올 하반기부터 양산 체제로 돌입했으며, MPW(멀티 프로젝트 웨이퍼)로 제작된 샘플을 통해 조기 양산 테스트와 신뢰성 검증을 완료했다.

곽노정 SK하이닉스 "HBM3E 12단 양산 차질 없다"

곽노정 SK하이닉스 최고경영자(CEO)가 올해 HBM3E 12단 제품 양산 일정에 대해 "계획대로 출하 및 공급 시기를 추진하고 있다"고 밝혔다.

22일, 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 열린 '제17회 반도체의 날' 기념식에 참석한 곽 CEO는 이같이 말했다.

곽 CEO는 인공지능(AI) 수요에 대해 "내년에도 AI 분야는 상당히 기대할 만한 수준일 것"이라며 긍정적인 전망을 내놨다. 다만, "PC나 모바일 시장은 성장은 하지만 속도가 더딘 느낌이며, 약간의 정체 상태가 이어지고 있다"고 설명했다. 그는 이어 "AI 수요 덕분에 내년에는 조금 나아질 것"이라고 덧붙였다.

곽 CEO는 최근 유럽 출장 중 세계 최대 반도체 연구기관인 아이멕(imec)을 방문해 루크 판 덴 호브 CEO 등 주요 관계자들과 협력을 논의했다고 밝혔다.

그는 "현재 프로그램을 함께 진행 중이며, 미래에 추진할 추가 프로그램도 논의했다"고 설명하면서도 구체적인 성과에 대해선 언급을 피했다. 또한, "아이멕과의 협력에서 많은 인사이트를 얻었고 향후 협력 방안도 논의했다"고 덧붙였다.

차세대 메모리 개발과 관련해선 컴퓨트 익스프레스 링크(CXL) 등 혁신 기술을 언급하며, "고객사의 요구에 맞춰 제품을 준비 중이며, 내년쯤이면 가시화될 것"이라고 말했다.

반도체대전 개막…HBM3E 기술력 선보인 삼성·SK

국내 양대 메모리반도체 기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 '반도체대전(SEDEX) 2024'에 5세대 고대역폭메모리(HBM) 제품인 'HBM3E'를 전시하며 홍보에 나섰다.

23일 삼성전자와 SK하이닉스는 23일부터 25일까지 사흘간 서울 코엑스에서 열리는 'SEDEX 2024'에 부스로 참가해 메모리 기술을 공개했다. SEDEX는 한국반도체산업협회가 주관하는 국내 최대 반도체 산업 전시회다. 올해는 반도체 관련 기업 280개사가 참여해 700개 부스 규모로 열렸다.

삼성전자는 메모리와 파운드리, 설계 등 현재 갖추고 있는 종합반도체기업(IDM)의 역량을 부스에서 소개했다.

메모리가 전시된 공간에서는 최신 저전력 메모리 표준인 LPDDR5X 기반 D램과 차세대 표준인 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 메모리 모듈을 공개하는 한편, 인공지능(AI)가속기용 제품인 HBM3E의 실물과 세부 스펙 등을 함께 전시했다. 삼성전자는 현재 24Gb HBM3E 8단·12단 제품을 개발·양산하고 있으며, 데이터 입출력 핀 1개당 최대 9.8Gbps의 성능을 갖추는 것을 목표로 하고 있다.

파운드리 존에서는 최초로 양산에 돌입한 게이트올어라운드(GAA) 기반 3나노미터(㎚) 공정과 차세대 패키징 제품·기술을 각각 공개했다. 특히 2.5차원 패키지 솔루션 '아이큐브(I-Cube)'와 3D 솔루션 '엑스큐브(X-Cube)' 실물이 나란히 전시되면서 이목을 끌었다.

SK하이닉스는 메인 구역에 HBM3E 12단의 적층 구조를 표현한 전시 모형과 칩 실물을 함께 전시했다. SK하이닉스는 이전 세대인 HBM3를 AI칩 최대 기업인 엔비디아에 독점 납품한 바 있으며, HBM3E 역시 메인 협력사의 위치를 확보하면서 높은 가능성을 내비치고 있는 상황이다.

이밖에 2027년 첫 준공이 이뤄지는 용인 반도체 클러스터에 대한 로드맵을 소개했으며, 서버용 D램·기업용 솔리드스테이트드라이브(eSSD)·온디바이스AI용 낸드플래시·CXL 메모리 등을 공개했다.

"전기차 캐즘·환율이 발목"…3분기 주춤한 'LG이노텍'

LG이노텍이 올해 3분기 고부가 카메라 모듈 공급 확대에도 불구하고, 전기차 시장 성장 둔화와 환율 하락의 영향을 받아 영업이익이 크게 감소했다. 차량용 부품과 전장사업이 꾸준한 성장을 보였지만, 광학 사업의 경쟁 심화와 전방 산업의 수요 부진이 수익성 악화로 이어졌다.

23일 LG이노텍은 올해 3분기 연결기준 매출 5조6850억원, 영업이익 1304억원을 기록했다고 23일 공시했다.

매출은 4조7635억원을 기록했던 전년 동기와 비교해 19.34% 늘었지만, 같은 기간 영업이익(1834억원)은 28.89% 줄었다. 전분기와 비교해선 매출은 24.8% 늘었으나, 영업이익은 14.01% 줄었다.

LG이노텍은 향후 차량 카메라, 통신 모듈, 조명 등 차량용 부품 사업을 핵심으로 육성하며, AI∙디지털 트윈 등을 활용한 원가 경쟁력 강화 및 전략적 생산지 재편을 통해 수익성 개선을 이어갈 방침이다.

'넥스트 HBM'은 이것…SK하이닉스, CXL 메모리 2종 공개

SK하이닉스가 올해 양산에 돌입한 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 2.0 기반 메모리 모듈 실물을 국내 최대 반도체 전시회 '반도체대전(SEDEX) 2024'에서 공개했다. 관련 제품은 이르면 내년부터 데이터센터 등에 적용될 것으로 전망된다.

23일 SK하이닉스는 서울 코엑스에서 열린 'SEDEX 2024'에 참가해 CXL 메모리 제품 ▲CMM-DDR5 ▲CMM-Ax 2종을 선보였다.

CXL은 차세대 반도체 인터커넥트 표준으로, CPU 근방에 탑재해야만 하는 메모리 규격(DIMM)의 한계점 해결과 데이터 이동속도의 난제를 극복한 기술이다. 현재 메모리를 무한히 확장할 수 있는 확장장치(Expander) 기능이 적용된 CXL 2.0 표준이 상용화되고 있으며, 이르면 2026년께 데이터 공유·캐시 일관성(Cache Coherence) 기능이 적용될 CXL 3.0·3.1이 순차적으로 적용될 것으로 기대받고 있다.

이날 SK하이닉스가 공개한 CMM-DDR5는 솔리드스테이트드라이브(SSD) 형태의 메모리 모듈이다. 메인보드 내 CPU 옆에 장착해야 했던 DIMM 대신, NVMe 등 케이블을 활용해 메모리를 연결할 수 있는 것이 특징이다. D램 특성상 CPU와 연결 거리가 벌어지면 D램이 동작하지 않거나 성능이 떨어지는 단점이 있지만, SK하이닉스는 이를 자체 소프트웨어(SW) 기술 등으로 극복했다.

CMM-Ax는 CXL 메모리 모듈에 프로세싱인메모리(PIM) 기술을 적용한 제품이다. 기존 메모리와 같이 PCI익스프레스(PCIe)를 활용해 CPU와 연결하되 DIMM을 사용하지 않고, 여러개 D램을 모듈화했다. 이를 활용하면 더욱 많은 메모리 용량을 사용할 수 있다는 강점이 있다. 아울러 내장된 PIM을 통해 일부 연산 기능을 처리할 수 있어, 데이터 처리 속도 역시 기존 제품 대비 높아질 것으로 기대된다.

SK하이닉스가 출시한 CXL 메모리 2종은 올해 말 혹은 내년 상반기 중 인텔이 내놓을 CXL 2.0 지원 서버용 CPU '제온6(코드명 시에라포레스트)'의 양산에 따라 탑재대수가 늘 것으로 예상된다. 삼성전자 역시 이번 행사에서 CMM-D를 비롯한 CXL 메모리 모듈을 소개하며 관련 제품 상용화를 추진하고 있다.

불모지에 꽃피는 전력반도체…주목할 韓 기업은

차량 전동화·전자제품 소모 전력 확대에 따라 전력관리반도체(PMIC)의 중요성이 나날이 커지는 가운데, 이를 국산화해 글로벌 시장에 뛰어들고 있는 국내 기업들이 늘어나고 있다. 특히 실리콘카바이드(SiC)·질화갈륨(GaN) 등이 차세대 제품으로 주목 받으면서 관련 생태계가 어떻게 구성될지에도 관심이 쏠린다.

23일 전력반도체용 웨이퍼 제조·개발 기업인 쎄닉은 서울 코엑스에서 열린 '반도체대전(SEDEX) 2024'에 참가해 자체 개발한 SiC 웨이퍼 제품군을 공개했다.

전력관리반도체는 전자제품에 필요한 전력을 공급하고 이를 효율적으로 제어하는 시스템반도체의 일종으로, CPU·GPU 등 첨단 반도체 대비 공정 기술 수준이 낮은 아날로그 제품군에 속한다. 다만 차량 전동화 및 데이터센터 수요 증가에 따라 전력 수요 급증 등으로 고전압·고내열성 등을 갖춘 PMIC를 요구하는 사례가 크게 크게 늘어나는 추세다.

쎄닉은 4인치·6인치 등 PMIC의 주력 웨이퍼를 공개하는 한편, 최근 상용화 단계에 들어서고 있는 SiC 8인치 웨이퍼도 공개했다.

웨이퍼의 크기는 크면 클수록 생산할 수 있는 칩 개수가 늘어나 원가 절감·대량 생산에서 유리하지만, PMIC와 같은 화합물 반도체의 경우 난이도 높은 에피 성장과 낮은 필요성 등으로 소형 웨이퍼 사용을 유지해온 바 있다. 최근에는 고성능 PMIC 요구가 늘면서 단가가 높아지는 추세로, 이에 맞춰 대량 생산을 요구하는 기업이 늘어나고 있다.

한편, 전력반도체를 설계하는 팹리스인 파워큐브세미도 이날 행사에 부스를 내고 SiC 모스펫(MOSFET) 및 다이오드 라인업 실물을 공개했다. SiC MOSFET은 고속 스위칭과 낮은 스위칭 손실을 갖춘 전력반도체 제품으로, 가전·전자기기·에너지저장장치(ESS) 등의 인버터 등에 활용되고 있다.

이 분야에서는 로옴세미컨덕터·ST마이크로일렉트로닉스·텍사스인스트루먼츠 등 일본, 유럽, 미국 등이 주도하고 있다. 현재 국내 기업 중 PMIC를 개발한 기업은 실리콘마이터스를 비롯해 일부 기업에 불과한 상황이다.

"HBM이 효자"…SK하이닉스, 3Q 역대 최대 이익 '어닝서프라이즈'

SK하이닉스가 2024년 3분기 사상 최대 매출과 영업이익을 기록하며 '어닝 서프라이즈'를 달성했다. 특히 HBM(고대역폭 메모리) 폭발적인 성장이 이번 실적 개선의 주요 요인으로 작용했다.

SK하이닉스는 24일 실적 발표를 통해 2024년 3분기 매출이 17조5731억원, 영업이익은 7조 300억 원(영업이익률 40%), 순이익은 5조7534억원(순이익률 33%)을 기록했다고 밝혔다. 이는 시장 컨센서스인 매출 17조9978억원, 영업이익 6조7559억원을 상회하는 어닝 서프라이즈로, 분기 기준 사상 최대 실적이다.

이번 실적에서 눈에 띄는 것은 역시 HBM 매출의 폭발적 증가다. SK하이닉스는 HBM 매출이 전 분기 대비 70%, 전년 동기 대비 330% 증가했다고 밝혔다.

HBM은 3분기 전체 D램 매출의 30%를 차지했으며, 4분기에는 이 비중이 40%로 확대될 전망이다. 회사는 HBM3E 12단 제품의 공급을 4분기에 시작해, 내년 상반기까지 해당 제품이 전체 HBM3E 출하량의 절반 이상을 차지할 것으로 내다봤다.

SK하이닉스는 HBM과 같은 고부가가치 메모리 제품 중심으로 수익성 높은 판매 전략을 이어가고 있으며, 이로 인해 평균판매단가(ASP)가 전 분기 대비 10%대 중반 상승했다고 설명했다.

예상보다 빠르게 증가하고 있는 HBM3E 수요에 대응하기 위해 추가적인 투자를 진행 중이지만, 모든 수요를 충족하기에는 생산 여력에 한계가 있는 수준이라고 밝혔다. SK하이닉스는 "고객사들의 추가 공급 요청이 이어지고 있고 2025년까지 고객사들의 수요를 맞추기 위해, 필요한 투자를 지속 집행하고 있지만, 모든 추가 수요에 대응하기에는 생산 여력의 한계가 있는 것도 사실"이라고 밝혔다.

이강욱 SK하이닉스 "패키징이 반도체 핵심…韓 생태계 강화해야"

한국의 미래 반도체 경쟁력 확보를 위해 첨단 패키징을 위한 생태계를 구축해야 한다는 제언이 나왔다. 현재 국내 반도체 패키징 생태계가 대만·미국 등 주요국 대비 취약한 상황인 만큼, 이를 확보하지 못하면 국가전으로 펼쳐진 시장 경쟁에서 승리할 수 없다는 취지에서다.

이강욱 SK하이닉스 패키지개발담당 부사장은 24일 서울 코엑스에서 열린 '2024 반도체대전 키노트' 연사로 나서 "트랜지스터 미세화 중심이었던 반도체 패러다임이 시스템 융합(System Convergence)으로 변화하고 있다"며 "지금은 트랜지스터 자체보다 회로(Circuit) 혁신, 시스템 통합 등으로 더 많은 성능과 전력효율, 원가절감을 이룩해 시장을 만들어가는 형태"라고 말했다.

이 부사장은 "트렌드가 이렇게 변화하면서 트랜지스터 미세화가 아닌 '모어 댄 무어(More than Moors, 후공정 혁신을 통한 반도체 성능 향상)'로 가고 있다"며 "칩렛(Chiplet)과 같은 이기종 통합(Heterogenous Integration)의 변화도 이러한 변화의 일환"이라고 덧붙였다.

현재 반도체 칩 제조를 위한 생태계는 칩 도면을 그리는 설계(Design), 이를 생산하는 팹(Fab), 생산된 칩을 포장하는 패키징(Packaging)으로 나뉜다. 팹리스 업체가 설계도를 그려 파운드리 등 팹에 전달하면, 팹이 이를 생산한 뒤 직접 패키징하거나 외주 테스트·패키지 업체(OSAT)에 맡겨 완제품을 만들어내는 식이다.

이중 패키징 영역은 그간 설계, 생산 기술 대비 중요성이 낮다는 평가를 받아왔다. 트랜지스터 미세화로 난이도가 올라간 전공정과 달리 기술적 성숙도가 낮고 노동집약적인 구조로 이익·가치창출이 낮다는 이유에서였다. 하지만 최근 집적회로(IC) 미세화에 물리적 한계가 찾아오고, 인공지능(AI)에 따른 고성능 칩 수요가 급증하면서 분위기가 달라졌다. 고성능 칩을 여러개 묶어 고성능을 구현하는 연결 측면에서의 강점이 크게 부각된 덕분이다.

반도체 디자인솔루션에 쏠린 이목…'반도체대전 2024' 이모저모

국내 시스템반도체 생태계의 주요 역할을 맡은 반도체 디자인솔루션 기업들이 25일 폐막을 앞둔 '반도체대전(SEDEX) 2024'에서 많은 이목을 이끌었다. 전세계 파운드리 1·2위 기업인 TSMC와 삼성전자와의 공고한 파트너십을 강조한 한편, 떠오르는 인공지능(AI) 시장을 겨냥한 첨병 역할이 부각된 덕분이다.

특히 미국, 중국 등 글로벌 팹리스와 협력하는 사례도 늘고 있어 중장기적인 사업 성과가 기대된다는 평가를 받고 있다.

에이직랜드는 23일부터 25일까지 서울 코엑스에서 개최된 '반도체대전 2024'에 참가해 첨단 반도체 기술과 최신 성과를 공개했다.

에이직랜드는 TSMC 가치사슬파트너(VCA)로 TSMC 파운드리를 활용하는 팹리스에 설계자산(IP)·소프트웨어툴 등을 포함한 솔루션을 지원하고 있다. 주로 인공지능(AI)용 주문형반도체(ASIC)와 고성능컴퓨팅(HPC) 칩 등을 설계하는 팹리스를 고객사로 뒀다. 회사는 이날 행사에서 ▲Aworld Magic ▲ALPS ▲TOAST 등의 설계 플랫폼 서비스 등을 공개했다.

Aworld Magic은 에이직랜드가 개발한 시스템온칩(SoC) 설계 자동화 플랫폼이다. 이 플랫폼은 후방 설계(Back-end) 앞단에서부터 팹리스의 설계 용이성을 높이고, 목표로 하는 칩 성능을 협의하거나 IP를 갖추는 스펙인(Spec-in) 및 일괄납품(Turn-key) 솔루션 등을 반영한 개발 환경을 제공한다.

AIPS는 백엔드 설계 자동화 플랫폼으로 세부적인 프로세스 리포트를 제공해 정확한 오류 수정과 효율적인 작업 관리를 돕는다. TOAST는 영상처리 장치를 기반으로 온디바이스AI 환경에 최적화된 원스톱 개발을 지원한다. 아키텍처 구성부터 칩 테스트, 양산에 이르는 개발 전 과정을 지원하는 것이 핵심 골자다.

- Copyright ⓒ 디지털데일리. 무단전재 및 재배포 금지 -