[실리콘 디코드] SK하이닉스, HBS로 스마트폰 AI 속도 '병목' 해소

스마트폰 등 모바일 기기에서 온보드 AI 성능 경쟁이 치열해지는 가운데, SK하이닉스가 '고대역폭 스토리지(HBS)'라는 신기술로 성능 병목 현상 해결에 나섰다고 테크넷북, WCCF테크 등 주요 IT전문 매체들이 10일(현지시각) 보도했다. HBS는 스마트폰과 태블릿에 맞춤화된 고대역폭·저지연·저비용 메모리 패키지 솔루션이다. 이 기술은 '수직 와이어 팬아웃'(VFO)이라는 혁신적인 패키징을 통해 DRAM(저전력 Wide I/O DRAM 포함)과 NAND 플래시 칩을 최대 16단까지 수직으로 쌓아, 데이터 처리 속도를 극대화하는 것이 핵심이다.

HBS는 SK하이닉스가 2023년 세계 최초로 상용화한 VFO 패키징 기술을 기반으로 한다. VFO는 기존의 휘어진 형태의 와이어 본딩 방식과 달리, 쌓아 올린 칩을 수직 방향 직선으로 연결하는 것이 특징이다. 이를 통해 배선 거리를 획기적으로 줄이고, 신호 전송 과정에서의 손실이나 지연을 크게 줄일 수 있다. 또한, 입출력(I/O) 연결 수를 획기적으로 늘려 데이터 병렬 처리 성능을 크게 개선한다. 나아가 패키지 높이를 줄이고 발열 제어에도 유리한 이점을 제공한다.

업계는 HBS가 '클라우드-온디바이스 AI' 시대에 진입하며 급증하는 단말기 자체 연산 수요에 대응, 기존 DRAM만으로는 한계가 있던 데이터 처리량을 넘어설 수 있게 할 것으로 기대한다.

HBS가 HBM(고대역폭 메모리)과 대비해 갖는 가장 큰 이점은 '비용 효율성'이다. HBS는 HBM과 달리 칩을 관통하는 고비용의 TSV(실리콘 관통 전극) 공정을 필요로 하지 않는다. 이 공정 단계를 제거함으로써 제조 비용을 크게 줄일 수 있으며, 수율이 향상돼 웨이퍼 한 장에서 더 많은 다이(die)를 생산할 수 있다. HBM보다 높은 가격 경쟁력을 바탕으로, HBS가 앞으로 고성능 스마트폰 시장에 빠르게 보급될 것으로 전망된다.

HBS는 스마트폰의 '두뇌' 격인 모바일 AP(애플리케이션 프로세서)나 시스템 온 칩(SoC)과 결합해 메인 로직 보드에 탑재된다. 아직 HBS 탑재를 확정한 SoC에 대한 공식 발표는 없었으나, 퀄컴의 차세대 SoC(스냅드래곤 8 엘리트 6세대 프로 가칭)가 LPDDR6과 UFS 5.0을 지원할 것으로 예상되면서, HBS 솔루션의 채택 가능성도 커지고 있다.

특히, 애플(Apple)이 앞으로 아이폰에서 더 집약적인 AI 모델을 로컬로 실행하기 위해 HBM과 TSV 기술을 사용할 것이라는 보도가 나오는 가운데, HBS와 같이 비용 효율성이 높은 대안을 검토할 가능성이 크다.

HBS는 메모리 패키징 및 공정 혁신을 통해 AI, 데이터 병렬 처리 등 앞으로의 모바일 기술 발전에 중요한 기반이 될 것으로 평가받고 있다.

박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com