4차 산업시대의 핵심은 ‘많은 데이터’입니다. 그리고 수많은 데이터를 처리하기 위해서는 데이터를 담는 메모리 반도체도 발전해야 합니다. 더 많은 데이터를 더 빠르게 전송하기 위해 탄생한 메모리가 바로 HBM입니다.

 HBM(High Bandwidth Memory)은 여러 개의 DRAM 칩을 수직으로 쌓아 올려 만든 고성능 메모리입니다. 기존의 평면적인 DRAM 구조와 달리 3차원 적층 방식을 채택하여 메모리 칩 간의 거리를 획기적으로 줄였고, 이를 통해 데이터 전송 속도를 비약적으로 향상시켰습니다. 두 가지 구조의 주요 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.

 기존에 존재했던 평면 DRAM메모리는 DRAM 칩을 평면적으로 배치하여 패키징합니다. 칩 간의 연결은 외부 배선을 통해 이루어져, 신호 전달 거리가 길어지고, 대역폭이 상대적으로 낮았습니다. 전력 소모가 증가하는 단점도 같이 있었습니다.

 하지만, HBM은 여러 개의 DRAM 칩을 수직으로 쌓아 올려 3차원 적층 구조를 형성, 미세한 구멍을 통해 이루어지는 TSV(Through Silicon Via) 기술을 사용하여 칩들을 연결했습니다. 이를 통해 기존 방식의 단점이었던 신호 전달 거리를 획기적으로 줄이고, 대역폭을 높였습니다. 3차원 적층 구조를 통해 열 방출 효율을 높였으며, 칩 간의 거리가 가까워 전력 소비도 기존 방식보다 더 줄일 수 있었습니다.

 어떤 기업에서 최초로 HBM을 개발했을까요? SK하이닉스는 2013년 12월에 세계 최초로 TSV 기반 1세대 HBM을 개발하여 상용화했으며, 오늘날에는 TSV와 MR-MUF 기술을 활용해 D램을 12층으로 쌓아올린 'HBM3' 24GB 제품까지 최초로 개발했습니다. AI 시대의 도래와 함께 고성능 컴퓨팅에 대한 수요가 급증하면서 HBM의 중요성이 더욱 커지자, SK하이닉스는 HBM을 미래 성장 동력으로 삼고, 기술 개발과 시장 확대에 적극적으로 나선 것입니다.

 HBM은 단순한 메모리 제품을 넘어, 미래 반도체 시장을 이끌어갈 핵심 기술이라고 할 수 있습니다. 고성능 컴퓨팅, 인공지능, 고해상도 그래픽, 데이터 센터 등 다양한 활용 분야를 지닌 HBM의 개발과 발전이 기대됩니다.