“용량 극대화 HBF, 2038년 HBM 넘는다… 삼성·SK 유리”

‘HBM 아버지’ 김정호 교수 역설

AI 고도화에 메모리 수요 폭발
HBM은 책장, HBF는 도서관
삼성·SK, 美빅테크와 협력 나서

김정호 카이스트(한국과학기술원) 전기및전자공학부 교수

“고대역폭메모리(HBM)가 책장이라면, 차세대 메모리인 고대역폭플래시(HBF)는 도서관입니다. 책장에서 빨리 책을 꺼낼 수 있지만, 도서관은 대용량의 정보를 갖고 있습니다.”

‘HBM의 아버지’로 불리는 김정호 카이스트(한국과학기술원) 전기및전자공학부 교수가 3일 서울 중구 프레스센터에서 열린 ‘HBF 기술개발 전략 설명회’에서 인공지능(AI) 시대의 핵심 축으로 HBM에 이어 삼성전자와 SK하이닉스가 개발을 주도하는 HBF가 부상할 것이라며 이렇게 말했다.

이어 김 교수는 “AI 시대를 10단계까지라고 하면, 지금은 1~2단계 수준”이라며 “초기 핵심 부품은 반도체이고, 결국 승부를 가르는 것은 메모리”라고 말했다. 김 교수는 AI 반도체의 핵심 기술인 HBM 설계 기술을 정립하고 확산하는 데 기여한 주역이다.

HBF는 비휘발성 메모리인 낸드 플래시를 수직으로 쌓아 용량을 극대화한 차세대 메모리다. 여러 개의 D램을 수직으로 쌓은 HBM과 개념이 유사하다. 휘발성인 HBM이 ‘초고속’에 방점이 찍혔다면, 비휘발성인 HBF의 최대 장점은 ‘초대용량’이다.

업계에선 AI 반도체의 연산 속도뿐 아니라 용량 측면에서 병목 현상이 갈수록 심화하고 있다고 본다. 김 교수는 “데이터 연산을 담당하는 GPU(그래픽처리장치)의 혁신은 거의 끝났다”며 “엔비디아도 2~3년 내 (시장 지배력이) 떨어질 것으로 본다”고 전망했다. 이어 “AI 모델에서는 학습과 추론의 경계도 사라지고 있다”고 했다.

특히 이미지, 영상, 사운드, 문서가 결합한 멀티모달 AI 환경에서는 기존 방식으로는 속도 지연을 해결할 수 없다는 것이 김 교수의 설명이다. 대용량 메모리를 GPU 바로 옆에 붙이는 구조적 변화가 필요한데, 여기에서 허리 역할을 수행하는 것이 HBF다.

김 교수는 AI 시대가 고도화될수록 HBM 기술은 물론 HBF 기술 개발을 주도하는 삼성전자와 SK하이닉스가 수혜를 입을 것으로 봤다. 그는 “이 영역은 삼성전자와 SK하이닉스의 강점이자 절대 내줄 수 없는 경쟁력”이라며 “HBM에 이어 HBF도 한국 메모리 제조사가 주도권을 잡아야 AI 시장에서 영향력을 잃지 않을 것”이라고 말했다. 김 교수는 HBF 시장 규모가 2038년을 기점으로 HBM 시장을 역전할 것으로 전망했다.



양사의 움직임도 분주하다. SK하이닉스는 샌디스크와 협력해 내년 양산을 목표로 HBF를 개발하고 있다. SK하이닉스는 지난달 29일 실적 콘퍼런스콜에서 “HBM의 확장 개념인 HBF 기술을 구체화하는 등 다양하고 변화하는 AI 시장에 입체적으로 대응하려고 한다”고 밝혔다. 삼성전자는 현재 HBM에 주력하고 있지만, 내부적으로 HBF 독자 개발을 진행하는 것으로 알려졌다.

장진복 기자