[단독] '발등의 불' HBM 양산…SK하이닉스, 청주에 TSV 라인 증설

SK하이닉스 청주 팹.(사진=SK하이닉스)

SK하이닉스가 청주 팹(fab) 증설이 유력하다. 생성형 AI(인공지능) 열풍을 타고 최근 주문이 급증한 고대역폭메모리(HBM) 생산량을 늘리기 위한 것으로, AMD향 HBM 양산용으로 추정된다.

18일 반도체 업계에 따르면 SK하이닉스가 청주 팹(fab)에 TSV 공정이 가능한 라인 증설에 나설 것으로 보인다. TSV 공정은 D램에 수천개의 미세 구멍을 뚫어 상하단을 수직 관통하는 전극으로 연결하는 기술로 HBM 양산에 필수적이다. 앞서 시장에서는 SK하이닉스는 HBM 수요 급증에 따라 생산 캐파(생산능력, CAPA)를 2배 확장하는 방안을 검토하고 있다는 주장이 제기되기도 했다.

한 장비 업계 관계자는 “구체적인 것은 나오지 않았지만, 장비사 쪽에 어느 정도 얘기가 들어간 것 맞다”며 청주 팹 증설 관련 가능성을 인정했다.

증설 라인에서는 AMD향 제품이 생산될 전망이다. AMD는 최근 자사의 그래픽처리장치(GPU) ‘MI300’에 탑재될 HBM3 공급업체로 SK하이닉스와 삼성전자를 낙점했다. 지난 4월 SK하이닉스는 칩 12개를 수직으로 쌓아 용량 24GB를 구현한 4세대 신제품 HBM3를 개발했다고 밝힌 바 있다. HMB3의 초당 데이터 처리 속도는 819GB로 1초에 풀HD(FHD) 영화 163편을 전송할 수 있는 수준이다.

HBM은 D램 칩을 수직으로 쌓아 데이터 처리 속도를 높인 메모리 반도체로 AI(인공지능)에 활용되는 그래픽처리장치(GPU)에 주로 탑재된다. 최근 챗GPT 등 생성형 AI 열풍에 따라 HBM의 주가도 연일 상승세다.

반도체 장비에 대한 발주도 어느 정도 마친 것으로 파악됐다. 원자층증착(ALD) 장비 세계 1위 ASM의 장비가 라인에 포함된다. 이 외에도 한미 반도체 등 국내 업체의 장비도 증설 라인에 포함된 것으로 전해진다. 미세공정에 필요한 EUV(극자외선)를 독점 판매하는 ASML은 장비를 판매하지 않은 것으로 알려졌다.

이날 직장인 익명 커뮤니티 플랫폼 블라인드에는 SK하이닉스가 청주 팹에 TSV 공정 라인을 증설한다는 내용이 글이 올라온 바 있다.

최근 SK하이닉스는 비공식으로 진행된 테크 세미나에서 HBM 생산 병목 현상의 원인으로 TSV 공정을 지목했다. SK하이닉스 관계자는 “MR-MUF(반도체 칩 사이에 액체 형태 보호재 주입 방식)로 생산성이 높아진 만큼, 후공정의 생산성에 오히려 여유가 있다”고 설명했다. 사실상 현재 생산에 병목이 되고 있는 부분은 전공정인 TSV 공정에 있다는 점을 인정한 셈이다.

최근 채민숙 한국투자증권 연구원은 “현재 생산에 병목이 되고 있는 부분은 후공정이 아닌 TSV 공정인 것으로 추정된다”면서 “TSV 공정은 HBM 뿐 아니라 128GB 3DS DIMM의 단품 생산시에도 사용이 되는 만큼 병목이 더욱 심할 것”이라고 고 추정한 바 있다.

이에 대해 SK하이닉스 관계자는 “중장기 패키징 캐파 확대를 위한 공간 확보 관련해 다양한 검토를 진행중이나 구체적으로 확정된 바 없다”고 말했다.

한편 SK하이닉스는 AMD와 손을 잡고 2013년 첫 HBM을 출시한 바 있다. HBM 분야에서 SK하이닉스가 독보적인 위치를 가질 수 있던 이유다. 황민성 삼성증권 연구원은 “SK하이닉스는 AMD와 오랫동안 HBM을 개발해 왔다”며 시장 선점 이유를 설명했다.

전화평 기자 peace201@viva100.com