SK하이닉스가 세계 최초로 10나노급 6세대 D램 개발에 성공했다. D램은 데이터를 읽고 기록하는 역할을 하는 대표적인 메모리 반도체다. 6세대 D램이 본격적으로 생산되면 전력비용을 30% 절감할 수 있다.

 

김주선 SK하이닉스 AI 인프라 담당 사장은 9월 4일 대만 타이베이에서 열린 ‘세미콘 타이완’에서 ‘AI 메모리 기술의 새로운 가능성을 열다’를 주제로 키노트를 진행하며 “AI 기술의 지속 발전을 위해 열 문제를 해결하기 위한 효율적인 방안을 찾아야 한다”고 강조했다. 그러면서 “SK하이닉스는 파트너들과 함께 고용량·고성능에도 전력 사용량을 최소화해 열 발생을 줄일 수 있는 고효율 AI 메모리 개발을 시도하고 있다”고 밝혔다.

 

인공지능(AI)이 반도체 지각변동을 촉발한 가운데 처리 속도는 빨라지고 전력 효율은 개선된 D램 개발에 성공하면서 SK하이닉스가 메모리 반도체 경쟁에서 인텔 등을 따돌리고 한 걸음 더 앞서 나갈 것이라는 분석이 나온다.

 

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AI 기술 난제는 ‘열 문제’ 해결···6세대 D램은 열 발생 줄여 전력비 30% 절감

김주선 사장 “SK는 AI 분야 글로벌 리더 되기 위해 주요 AI 사업 강화 집중”

 

▲ SK하이닉스가 세계 최초로 10나노급 6세대 D램 개발에 성공했다.

 

SK하이닉스가 세계 최초로 10나노(㎚)급 6세대 D램 개발에 성공했다. 1나노는 10억 분의 1이다. 반도체는 나노 수치가 작아질수록 처리 속도는 빨라지고 전력 효율은 개선된다. 

 

SK하이닉스는 세계 최초로 10나노급 6세대 1c 미세공정을 적용한 16Gb(기가비트) DDR5 D램을 개발하는 데 성공했다고 8월 29일 밝혔다. 이로써 SK하이닉스는 10나노대 초반의 극미세화된 메모리 공정 기술을 세상에 내놓게 됐다.

 

SK하이닉스는 “10나노급 D램 기술이 세대를 거듭하면서 미세공정의 난이도가 극도로 높아졌으나, 당사는 업계 최고 성능이 입증된 5세대(1b) 기술력을 바탕으로 설계 완성도를 높여 가장 먼저 기술 한계를 돌파했다”며, “연내 1c DDR5의 양산 준비를 마치고 내년부터 제품을 공급해 메모리 반도체 시장의 성장을 이끌어 갈 것”이라고 강조했다.

 

SK하이닉스는 1b D램의 플랫폼을 확장하는 방식으로 1c를 개발했다. 이를 통해 공정 고도화 과정에서 발생할 수 있는 시행착오를 줄이는 것은 물론, 업계 최고 성능 D램으로 인정받는 SK하이닉스 1b의 강점을 가장 효율적으로 1c로 옮겨올 수 있다고 SK하이닉스 기술진은 판단했다.

 

또, EUV 특정 공정에 신소재를 개발 적용하고, 전체 공정 중 EUV 적용 공정 최적화를 통해 원가 경쟁력을 확보했다. 설계 기술 혁신도 병행해 이전 세대인 1b 대비 생산성을 30% 이상 향상시켰다.

 

고성능 데이터센터에 주로 활용될 1c DDR5의 동작속도는 8Gbps(초당 8기가비트)로, 이전 세대 대비 11% 빨라졌다. 또, 전력 효율은 9% 이상 개선됐다. AI 시대가 본격화되면서 데이터센터의 전력 소비량이 늘어나는 가운데, 클라우드 서비스를 운영하는 글로벌 고객들이 SK하이닉스 1c D램을 데이터센터에 적용하면 전력 비용을 이전보다 최대 30%까지 줄일 수 있을 것으로 회사는 기대하고 있다.

 

SK하이닉스 김종환 부사장(DRAM 개발담당)은 “최고의 성능과 원가 경쟁력을 동시에 충족시킨 1c 기술을 차세대 HBM, LPDDR6, GDDR7 등 최첨단 D램 주력 제품군에 적용하면서 고객에게 차별화된 가치를 제공할 것”이라며, “앞으로도 당사는 D램 시장 리더십을 지키면서 고객으로부터 가장 신뢰받는 AI 메모리 솔루션 기업의 위상을 공고히 하겠다”고 말했다.

 

▲ 김주선 SK하이닉스 AI 인프라 담당 사장.

 

이런 가운데 SK하이닉스의 메모리 반도체 수장인 김주선 사장이 대만에서 차세대 AI 메모리 고객 확보전에 나서 눈길을 끌었다. 

 

SK하이닉스 HBM 분야를 총괄하는 김주선 AI 인프라 담당(사장)은 9월 4일 6세대 고대역폭 메모리(HBM)인 HBM4를 적기 공급할 수 있도록 순조롭게 개발 중이라고 밝혔다. 특히 대만 반도체 기업 TSMC와의 협업을 통해 최고의 성능을 발휘할 것이라고 강조했다.

 

김 사장은 이날 대만에서 열린 글로벌 반도체 행사 ‘세미콘 타이완 2024’에서 ‘AI 메모리 기술의 새로운 가능성을 열다’를 주제로 키노트를 진행했다.

 

그는 “AI가 발전해 AGI(인공일반지능) 수준에 다다르기 위해서는 전력과 방열, 그리고 메모리 대역폭과 관련된 난제들을 해결해야 한다”며, 가장 큰 문제 중 하나로 전력을 꼽았다.

 

2028년에는 데이터센터가 현재 소비하는 전력의 최소 두 배 이상을 사용할 것으로 추정되며, 충분한 전력 공급을 위해 소형모듈원전 같은 새로운 형태의 에너지가 필요할 수도 있다는 것이다. 

 

김 사장은 “데이터센터에서 더 많은 전력이 사용되면 비례해서 발생하는 열도 늘어나는 만큼 AI 기술의 지속 발전을 위해서는 열 문제를 해결하기 위한 효과적인 방안을 찾아야 한다”며 “SK하이닉스는 파트너들과 함께 고용량·고성능에도 전력 사용량을 최소화해 열 발생을 줄일 수 있는 고효율 AI 메모리 개발을 시도하고 있다”고 밝혔다. 

 

AI 구현에 적합한 초고성능 메모리 수요가 증가하고 있다는 점도 짚었다. 챗GPT가 도입되기 전까지 대역폭과 관련된 문제는 그다지 중요하지 않았으나 AI 기술이 발전할수록 메모리 대역폭 향상에 대한 요구가 점점 더 커지고 있다는 지적이다. 

 

김 사장은 “이런 장애물들을 극복하기 위해 SK하이닉스는 현재 HBM3E, 고용량 서버 D램 모듈(DIMM), 쿼드레벨셀(QLC) 기반 고용량 솔리드스테이트드라이브(eSSD)와 LPDDR5T를 시장에 공급하고 있다”고 강조했다.

 

SK하이닉스는 올해 초부터 HBM3E 8단 제품을 업계 최초로 공급 중이며, 9월 말부터 HBM3E 12단 제품 양산에 돌입한다는 계획도 밝혔다.

 

미래를 위한 제품과 기술 개발도 순조롭게 진행하고 있다. 김 사장은 “HBM4를 고객 요구에 맞춰 적기에 공급할 수 있도록 순조롭게 개발 중”이라며 “베이스다이에 로직 기술을 처음으로 적용하는 HBM4는 TSMC와 협업을 통해 생산할 예정이며, 최고의 성능을 발휘하게 될 것”이라고 강조했다.

 

아울러 고성능 모바일 모듈인 LPCAMM, 컴퓨트익스프레스링크(CXL), 512GB 고용량 DIMM 등 차세대 메모리 제품을 착실히 준비하고 있다고 전했다.

 

김 사장은 끝으로 “SK그룹은 AI 분야에서 글로벌 리더가 되기 위해 주요 AI 사업을 강화하는 데 집중하고 있다”고 강조하며 “반도체를 중심으로 전력, 소프트웨어, 유리 기판과 액침 냉각 등 서로 상승 효과를 만들 수 있는 AI 인프라 구축에 나섰으며, AI 기술을 발전시키기 위해 파트너들과 협력할 계획”이라고 말했다.