파운드리 시장의 큰손은 HBM 베이스 다이

엔비디아는 파이(PHY)가 차지하던 16% 면적을 4%로 축소해 확보한 12%p 공간을 연산에 투입함으로써, 루빈 플랫폼과 NVHBM 설계에서 전체 연산 성능을 약 25% 향상하는 전략적 변화를 추진한다.

기존 GPU 면적의 16%를 차지하던 파이 설계를 4%로 축소하여 확보된 12%포인트의 면적을 연산에 투입하며, 이는 전체 연산 성능을 약 25% 향상시키는 효과를 가져온다.

이러한 변화는 HBM 베이스 다이의 역할과 중요성을 크게 높여, 고도화된 설계 및 제조 능력을 요구하게 된다.

파운드리 비용 상승 여파로 부수적 기능들을 HBM 베이스 다이로 옮기는 추세다. 파이(PHY)는 칩 밖으로 데이터를 보내기 위한 포장 및 하역장 역할을 수행하며 GPU와 HBM을 잇는 물리적 통로가 된다.

이 블록은 칩 밖으로 데이터를 보내기 위해 포장 및 하역 작업을 담당하며, 파운드리 비용 상승으로 인해 부수적 기능을 HBM 베이스 다이로 이전하는 추세가 강화되고 있다.

메모리 제조사와 파운드리 업체 간 주도권 싸움이 치열하다. 코어 다이보다 3~4배 높은 베이스 다이 단가를 고려할 때, 3D D램 등 로직 기능이 결합된 구조에서의 설계권 장악이 업계의 핵심 과제로 부상했다.

현재 베이스 다이의 단가는 코어 다이 대비 3~4배 높은 수준으로, 부가가치 측면에서 그 중요성이 더욱 강조된다.

이러한 변화는 파운드리 의존도가 높은 SK하이닉스, 마이크론과 자체 제조 능력을 갖춘 삼성전자 간의 리스크 차이를 발생시키고, 경쟁을 통한 공급망 다변화 및 베이스 다이 파운드리 전략의 중요성을 부각한다.

TSMC는 메모리 컨트롤러 및 D램 베이스 다이 수요를 겨냥해 2나노 캐파 증설을 서두르고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등 주요 고객사를 유치하는 것이 파운드리 시장의 성패를 가를 전망이다.

삼성전자는 자체 파운드리와 메모리 사업 간의 전략적 협력을 추진 중이며, TSMC는 메모리 컨트롤러 및 D램 베이스 다이 관련 수요를 잡기 위해 2나노 캐파 증설을 추진한다.

빅테크 ASIC 수주와 엑시노스 생산보다 HBM 베이스 다이 확보를 우선순위로 뒀다. 퀄컴 등 모바일 고객사 이탈에 크게 개의치 않는 분위기 속에서 삼성 파운드리는 메모리 파운드리화에 역량을 집중하고 있다.

2순위는 빅테크 ASIC 수주, 3순위는 엑시노스, 4순위는 퀄컴과 같은 외부 모바일 애플리케이션이다.

이러한 우선순위 설정으로 퀄컴의 이탈에도 삼성 파운드리 내부적으로는 큰 아쉬움이 없는 분위기다.

2나노, 3나노 게이트 올 어라운드(GAA) 트랜지스터 구조 도입에 필수적인 고압 수소 어닐링 장비를 보유한 HPSP와 같은 소부장 기업들이 주목받는다.

KCTEC은 CMP 및 초임계 유체 세정 기술, 원익IPS는 메모리 및 파운드리용 ALD 증착 장비 분야에서 강점을 보이며 성장할 것으로 예상된다.

또한 레이저 가공의 이오테크닉스, 원자 현미경의 파크시스템스, 그리고 OSAT 분야의 두산테스나와 하나마이크론도 차세대 공정 변화의 수혜 기업으로 꼽힌다.

삼성 파운드리가 HBM3와 HBM5용 2나노 베이스 다이 투입을 계획하고 SK하이닉스는 인텔과 협력하며 두 업계의 경계가 모호해졌다. 엔비디아 GPU 면적 12%를 회수할 경우 연산 성능은 25% 향상될 것으로 기대된다. HBM 베이스 다이 공정 비중 확대는 메모리 제조사에 부가가치를 창출할 기회이지만, 자칫 파운드리에 주도권을 넘겨줄 위기 요인이 되기도 한다.

삼성 파운드리는 HBM3/5용 2나노 베이스 다이 투입 계획을 세우고 있으며, SK하이닉스는 인텔과의 협력을 통해 베이스 다이 시장에서의 영향력을 강화하고 있다.

이러한 움직임은 파운드리와 메모리 간의 경계를 모호하게 만들며, 새로운 복합적 경쟁 구도를 형성하고 있다.