SK하이닉스는 AI메모리 반도체 분야에서 큰 활약을 하고 있는데요! 그 중 'HBM3E' 세계 최초 양산에 성공했습니다! 'HBM'이란 High Bandwidth Memory으로 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품인데요. 여기서 'HBM3E'는 5세대 HBM제품으로 4세대인 'HBM3'의 확장버전입니다.
AI 메모리는 속도와 발열 제어가 특히나 중요한데요! 'HBM3E'는 이런 부분에서 세계 최고의 성능을 지녀 속도는 초당 최대 1.18TB의 데이터를 처리합니다. 발열부분에서도 '어드밴스드 MR-MUF'공정을 적용하여 열 방출 성능을 이전 세대 대비 10% 향상시켰습니다.
그렇다면 여기서 'MR-MUF공정'은 무엇일까요? 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 공간 사이에 주입하고 굳히는 공정입니다. 칩을 하나씩 쌓을 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 공정이 효율적이고, 열 방출에도 효과적입니다. 특히, SK하이닉스의 '어드밴스드 MR-MUF'는 기존 공정보다 칩을 쌓을 때 가해지는 압력을 줄이고, 휨 현상 제어도 향상해 HBM 공급 생태계 내에서 안정적인 양산성을 확보하는 데 핵심이 되고 있습니다.
하지만 SK하이닉스는 여기서 끝나지 않죠! 지난 9월 HBM최대 용량인 36GB를 구현한 'HBM3E 12단' 신제품을 세계 최초로 양산하기 시작했습니다. 동작속도, 용량, 발열제어 면에서 모두 성능이 향상되었습니다. 동작 속도를 현존 메모리 최고 속도인 9.6Gbps로 높였으며 기존 8단 제품과 동일한 두께로 3GB D램 칩 12개를 적층해 용량을 50% 늘렸습니다. 이를 위해 D램 단품 칩을 기존보다 40% 얇게 만들고 TSV기술을 활용해 수직으로 쌓았다고 합니다!
이렇게 'HBM3E'부터 'HBM3E12단'까지 알아보았는데요! AI 메모리 선두주자로서 앞으로의 HBM기술이 기대가 됩니다! 그럼 다음 기술로 넘어가볼까요??
다음은 'ZUFS(Zoned UFS) 4.0'입니다! SK하이닉스가 지난 5월 차세대 모바일 낸드 솔루션인 'ZUFS 4.0'를 개발했습니다. 'ZUFS 4.0'은 온디바이스 AI용으로 개발이 되었는데요. 여기서 온디바이스 AI란 스마트폰 기기가 자체적으로 정보를 수집하고 연산하는 것을 말합니다! 이때 물리적으로 떨어진 서버의 연산을 거치지 않고 기기 자체에서 AI기능을 구현합니다. 이 덕분에 AI 기능의 반응 속도가 빨라지고 사용자 맞춤형 AI 서비스 기능도 강화된다고 합니다.
데이터를 공간 구분 없이 동시에 저장했던 기존 UFS와 달리 ZUFS는 여러 데이터를 용도와 사용 빈도 등 기준에 따라 각각 다른 공간(Zone)에 저장해 스마트폰OS의 작동 속도와 저장 장치의 관리 효율성을 높여줍니다. 때문에 실행 시간을 기존 UFS대비 약45%향상시켰으며 저장 장치의 읽기 및 쓰기 성능이 저하되는 정도가 UFS대비4배 이상 개선됨에 따라 제품 수명도 약40%늘어났습니다.
SK하이닉스는 AI 메모리 리더답게 온디바이스 AI용도 개발에 성공했습니다. 그럼 또 다른 기술로 넘어가 볼까요??
첫번째는 바로바로~~ 'PCB01'입니다. ZUFS 4.0에 이어 지난 6월에 온디바이스 AI관련 제품을 개발했는데요. 특히 'PCB01'은 PC에 탑재되는 AI PC용 고성능 SSD입니다. 'PCB01'의 연속 읽기와 쓰기 속도는 각각 초당 14GB, 12GB로 PC용 SSD 제품 중 업계 최고의 성능을 뽐내는데요. 전력 효율이 이전 세대 대비 30% 이상 개선돼 대규모 AI 연산 작업의 안정성을 크게 높였습니다. SLC캐싱 기술을 적용하여 PC 사용자가 AI 서비스 외 일반 컴퓨팅 작업도 빠르게 할 수 있도록 도와줍니다. 또한 개인정보를 보호하기 위한 보안 기능도 탑재되었습니다. 신뢰점(ROT, Root Of Trust)을 'PCB01'에 내장해 외부 보안 공격과 정보 위변조를 방지하는 한편, 사용자 암호도 보호될 수 있도록 했습니다.
다음 SSD 제품은 데이터센터용 고성능SSD로 ‘PEB110 E1.S’입니다.
SK하이닉스는 초고성능 제품인'PS1010'을 개발해 양산 중입니다. 'PS1010'이란 초고성능-고용량 데이터센터/서버향 SSD로 PCIe 5세대 E3.S & U.2/3(폼팩터 규격) 기반 제품인데요. 여기서 한층 탄탄해진 'PEB110 E1.S'를 개발했습니다. 이전 세대 대비 성능이2배 향상됐고, 전력 효율도30%이상 개선됐습니다. 또한SPDM(Security Protocols and Data Model)기술을 적용하여 정보보안기능도 대폭 향상시켰습니다. 최근 데이터센터에 대한 사이버 공격이 늘어나는 가운데SPDM이 탑재된PEB110은 고객의 정보 보안 요구에도 부합하는 제품이 될 것으로 예상됩니다.
마지막으로 소개드릴 SSD는 AI 데이터센터용 고용량 SSD입니다!
지난 12월 61TB제품인 'PS1012 U.2'를 개발했습니다. 'PS1012 U.2'는 최신 PCIe 5세대(Gen5) 인터페이스를 채택해 데이터 전송 속도를 기존 4세대 대비 두 배인 32GT/s로 향상시켰는데요. 이와 함께 순차 읽기 성능도 최대 13GB/s에 달해, 대규모 데이터 처리에 최적화된 성능을 제공합니다. 또한, OCP(Open Compute Project) 2.0 표준을 지원하여 글로벌 데이터센터 서버와의 호환성을 높였으며, AI와 클라우드 환경에서의 유연성을 강화했습니다.
이렇게 SK하이닉스는 SSD시장에서도 AI 메모리 1위 업계를 증명이라도 하는 듯 그 위상을 보여주고 있는데요! 앞으로 SK하이닉스가 SSD제품을 개발하기 위해 어떤기술을 개발해낼지 더욱 기대가 됩니다. 다음은 D램으로 넘어가 볼게요!
먼저 세계 최고 수준의 성능이 구현된 차세대 그래픽 메모리 제품인 'GDDR7'입니다. 'GDDR7'은 이전 세대 대비 60% 이상 향상된 32Gbps의 동작 속도를 자랑하며, 사용 환경에 따라 최대 40Gbps까지 속도가 높아질 수 있습니다. 이를 통해 최신 그래픽 카드에 탑재 시 초당 1.5TB 이상의 데이터를 처리할 수 있으며 높은 속도에도 불구하고 전력 효율성을 대폭 개선해 이전 세대 대비 50% 이상의 전력 효율 향상을 이뤘습니다.
그렇다면 여기서 의문점이 하나 드실 겁니다! 초고속 데이터 처리로 인한 발열 문제는 어떻게 해결하지? 궁금하실텐데요. SK하이닉스는 새로운 패키징 기술을 도입했습니다. 방열 기판을 기존 4층에서 6층으로 늘리고 고방열 EMC(Epoxy Molding Compound) 소재를 적용해 열 저항을 74% 감소시키는 데 성공했습니다. 이러한 기술적 혁신으로 GDDR7은 방열 효율성을 크게 향상시켜 안정적인 성능을 보장합니다.
또 다른 D램 제품은 세계 최초로 10나노급 6세대 1c미세공정을 적용한16Gb DDR5 D램인 '1c DDR5'입니다. '1c DDR5'는 EUV 공정에 신소재를 적용하고 최적화를 진행해 생산성을 이전 세대인 1b 대비 30% 이상 향상시켰으며, 동작 속도는 8Gbps로 기존 제품 대비 11% 빨라졌습니다. 전력 효율 또한 9% 이상 개선되어, 데이터센터에 적용 시 전력 비용을 최대 30% 절감할 수 있을 것입니다. '1c DDR5'는 차세대 HBM, LPDDR6, GDDR7 등 다양한 최첨단 D램 제품군에도 적용되어 AI 시대의 본격화로 급증하는 데이터 처리와 전력 효율에 대한 글로벌 수요를 충족시킬 수 있는 혁신적인 기술로 자리잡을 것입니다.
마지막으로 소개드릴 기술은 321단 1Tb TLC 4D 낸드플래시입니다! SK하이닉스는 2023년 6월에 238단 제품을 양산해 시장에 공급까지 성공했습니다. 이어서 2024년에는 300단을 넘어서는 낸드도 가장 먼저 선보이며 기술 한계를 돌파했는데요. 그 주인공은 바로 321단 4D 낸드 플래시입니다. 321단 4D 낸드 플래시 개발 과정에서 ‘3-플러그(Plug)’ 공정 기술을 도입했습니다. 이 기술은 여러 층의 기판을 쌓은 뒤 셀을 형성하기 위해 세 번에 나누어 플러그 공정을 진행하고, 이후 최적화된 후속 공정을 거쳐 3개의 플러그를 전기적으로 연결하는 방식입니다. 이를 위해 저변형(Low Stress) 소재를 개발해 플러그 채움 과정에서 발생할 수 있는 변형을 줄였으며, 플러그 간 자동 정렬(Alignment) 보정 기술을 적용해 공정의 정밀도를 높였습니다. 또한 이전 세대인 238단 낸드의 개발 플랫폼을 321단 제품에도 적용해 공정 변화를 최소화하고, 이를 통해 생산성을 59% 향상시키는 성과를 거두었습니다. 이번 321단 제품은 기존 세대 대비 데이터 전송 속도가 12% 빨라졌고, 읽기 성능은 13% 개선되었으며, 데이터 읽기 시 전력 효율도 10% 이상 높아졌습니다.
이러한 기술 혁신을 통해 SK하이닉스는 AI 데이터센터용 SSD와 온디바이스 AI 등 고성능 저전력 스토리지 시장에서 경쟁력을 강화할 수 있었습니다.
정말 알찬 1년을 보낸 SK하이닉스! 미처 다 소개하지 못한 기술들도 많은데요. 열심히 달려온 2024년처럼 SK하이닉스의 2025년도, 이 글을 읽는 모든 분들의 2025년도 행복한 한 해가 되기를 응원하겠습니다♥
다음 기사는 더더욱 알차고 재미있는 내용으로 돌아오겠습니다!! 읽어주신 모든 분께 감사드립니다😊
