이재용의 'HBF' 구상…포스트 AI 반도체 시대 열리나

삼성전자가 현재 AI 반도체 핵심 부품으로 자리 잡은 HBM(고대역폭메모리)을 넘어 차세대 메모리 기술인 HBF(High Bandwidth Flash) 개발 구상을 검토하고 있다는 소식이 전해지면서 반도체 업계의 관심이 집중되고 있다. HBF는 낸드플래시 기반 고속 메모리 구조로, 기존 D램 중심의 HBM보다 용량 대비 전력 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가된다.

HBM은 여러 개의 D램 칩을 수직으로 쌓아 연결하는 방식으로 데이터 전송 속도를 높인 메모리 제품이다. 현재 AI 서버 학습에 필수적인 부품으로, SK하이닉스와 삼성전자, 마이크론이 글로벌 공급을 주도하고 있다. 그러나 AI 모델의 대형화로 필요한 메모리 용량이 폭발적으로 늘어남에 따라 차세대 구조에 대한 연구가 가속화되고 있다.

이재용 삼성전자 회장은 최근 사내 전략 회의에서 AI 반도체 시대 이후를 대비한 중장기 기술 로드맵을 직접 챙기고 있는 것으로 알려졌다. 업계에서는 삼성이 낸드플래시 분야의 기술 리더십을 메모리 패키징 구조와 결합해 HBF라는 새로운 시장을 창출하려는 전략적 의도가 있다고 보고 있다.

HBF 개념이 현실화될 경우 소재 측면에서도 새로운 수요가 생긴다. 낸드 기반 고속 메모리는 기존 D램과 다른 절연 소재, 열관리 소재, 고속 인터페이스 관련 소재를 요구하기 때문에 관련 소재 기업들에게는 선제적 연구개발 기회가 열릴 수 있다.

삼성전자의 HBM 경쟁력 회복도 이번 구상의 배경 중 하나로 꼽힌다. SK하이닉스가 HBM3E 시장에서 엔비디아에 독점 공급을 이어가고 있는 가운데, 삼성은 HBM 양산 수율 개선과 함께 더 장기적인 관점에서 차별화 전략을 모색하고 있다는 분석이다.

시장조사기관 트렌드포스에 따르면 글로벌 HBM 시장 규모는 2025년 약 200억 달러(약 29조 원)에 달할 것으로 예상된다. HBF가 실용화될 경우 낸드 기반 고용량 메모리 수요를 흡수하며 추가적인 시장을 형성할 것으로 전망된다.

한 반도체 업계 전문가는 '현재 AI 추론(inference) 작업에서는 고용량 스토리지와 빠른 접근 속도를 동시에 요구하는데, HBF 구조는 이 두 가지를 절충할 수 있는 유력한 후보'라고 설명했다. 다만 '양산성과 수율 확보까지는 상당한 시간이 필요하다'는 점도 지적됐다.

인텔, 퀄컴, AMD 등 글로벌 팹리스 기업들도 차세대 메모리 인터페이스 표준 논의에 적극 참여하고 있다. 차세대 메모리 구조가 확정되면 이를 둘러싼 소재·장비·패키징 생태계가 빠르게 재편될 가능성이 있다.

국내에서는 SKC, 동진쎄미켐 등 반도체 소재 기업들이 차세대 메모리 소재 연구를 이미 진행하고 있다. 특히 고용량 낸드 적층 구조에서 요구되는 특수 식각액, 고순도 절연 소재 개발에 집중 투자가 이뤄지고 있는 것으로 전해진다.

정부의 국가 반도체 전략도 이 같은 흐름과 맞닿아 있다. 과학기술정보통신부는 차세대 메모리 원천기술 확보를 위한 R&D 예산을 2025년 대비 20% 확대했으며, 삼성·SK와의 공동 연구 프로젝트를 적극 지원하고 있다.

삼성전자가 HBF 구상을 현실화하기 위해서는 낸드 기술의 고속화와 패키징 기술의 혁신이 동시에 이뤄져야 한다. 이에 따라 삼성전자의 DS(반도체) 부문 내 메모리와 파운드리 기술 협력이 더욱 긴밀해질 것으로 예상된다.

투자 관점에서는 차세대 메모리 전환 사이클이 시작되면 관련 소재·장비 기업들이 수혜를 입을 수 있어, 선제적 포지셔닝이 중요하다는 분석이 나온다. 다만 HBF의 상용화 시기는 아직 불확실하기 때문에 단기 투자보다 중장기적 관점에서의 접근이 권고된다.