온디바이스 HBM: 모바일과 자동차 혁신

1. 요약

• 이 리포트는 고대역폭메모리(HBM)의 응용 확대를 통해 2026년부터 모바일 및 자동차 시장에서 혁신이 활성화될 것이라는 전망을 제공합니다. 노근창 현대차증권센터장은 AI 데이터센터를 넘어 이러한 분야에서도 HBM의 사용이 증가할 것으로 예상하며, 삼성전자와 SK하이닉스가 첨단 패키징 기술을 통해 이러한 변화에 대비하고 있다고 강조합니다. 현재 AI 가속기에 주로 사용되는 HBM은 큰 크기와 높은 가격 때문에 온디바이스 적용이 어렵지만, 기술발전을 통해 모바일 HBM은 작고 경제적인 형태로 진화할 것입니다. 이는 시장의 요구에 맞춰 개인 디바이스의 성능을 향상시키고, 그린 반도체 수요가 증가하는 데 기여할 것으로 예상됩니다.

2. HBM의 응용처 확대

• 2-1. HBM의 정의 및 주요 응용 분야

• 고대역폭메모리(HBM)는 메모리 솔루션의 일종으로, 특히 높은 대역폭과 낮은 전력 소모를 특징으로 합니다. HBM은 주로 AI 데이터센터에서 사용되며, 최근에는 모바일, 자동차, PC 등 다양한 온디바이스 제품으로 응용 범위가 확대될 것으로 전망되고 있습니다.

• 2-2. 2026년 모바일 HBM 시장 개화 전망

• 2026년에는 모바일 HBM 시장이 개화될 것으로 예상되며, 노근창 현대차증권 센터장은 AI 가속기에 주로 사용되던 HBM이 온디바이스 제품에 탑재될 것이라고 밝혔습니다. 특히 애플의 스몰 LLM(경량 대형언어모델) 보강 제품들이 2025년 혹은 2026년에 출시될 것으로 보이며, 이는 온디바이스 HBM 시대의 신호탄이 될 것입니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 각각 LLW D램, VCS 및 VFO를 개발하며 모바일 HBM 시대에 대비하고 있습니다. 그러나 온디바이스 HBM은 기존의 AI 서버에 사용되는 HBM과 다른 기술이 적용될 것으로 예상되며, 현재 그래픽처리장치(GPU)용 HBM은 크기와 가격 때문에 온디바이스에 적합하지 않은 상황입니다.

3. 온디바이스 HBM 기술의 발전

• 3-1. 온디바이스 HBM의 기술적 차별성

• 온디바이스 HBM은 기존 AI 서버에 탑재되는 HBM과는 기술적으로 완전히 다른 특성을 지니고 있습니다. 현재 그래픽처리장치(GPU)와 같은 AI 가속기에 사용되는 HBM은 너무 크고 고가로 인해 온디바이스 제품에 적합하지 않습니다. 앞으로 출시될 모바일 HBM은 더 작은 사이즈와 적정 가격대의 고대역폭 메모리로, 스마트폰 및 자동차 등의 개인 디바이스에 적용될 것으로 예상됩니다. 노근창 현대차증권 센터장은 이러한 모바일 HBM 시장이 늦어도 2026년에는 개화될 것이라고 전망하였으며, 삼성전자와 SK하이닉스는 이 기술을 준비 중에 있습니다.

• 3-2. 현재 AI 서버에 사용되는 HBM과의 비교

• 현재 AI 서버에 탑재되는 HBM은 주로 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 AI 데이터센터용으로 설계되었습니다. 이는 엄청난 데이터 처리량을 요구하며, 크기와 가격면에서 개인 디바이스에 적용하기에는 부적절합니다. 그러나 곧 출시될 온디바이스 HBM은 해당 용도에 맞게 최적화된 형태로 제공될 예정이며, 이에 따라 메모리의 크기와 가격, 데이터 처리 성능 또한 변화하게 됩니다. 노 센터장은 '앞으로 2~3년 뒤에는 개인 디바이스에서도 HBM 수요가 증가할 것'이라고 언급했습니다. 그로 인해 온디바이스 HBM은 대중화될 것이며, AI 기술의 혁신이 이런 과정을 뒷받침할 것입니다.

4. 첨단 패키징 기술의 중요성

• 4-1. 첨단 패키징의 역할과 필요성

• 고대역폭메모리(HBM)의 주요 응용처가 AI 데이터센터를 넘어 모바일, 자동차, PC 등 다양한 온디바이스 제품으로 확대될 전망입니다. 이는 2026년부터 스마트폰에 모바일 버전의 HBM이 탑재되면서 새로운 시장이 열릴 것으로 예상됩니다. 이러한 변화는 첨단 패키징 기술의 중요성을 더욱 높이고 있습니다. 노근창 현대차증권 센터장은 AI 가속기에서 사용되던 HBM이 개인 디바이스로도 확대된다고 설명하며, 국가의 지원을 통한 기술 경쟁력 확보가 시급하다고 강조하였습니다. 첨단 패키징 기술은 데이터 전송 속도를 높이는 데 필수적이며, 이는 모바일 HBM 제품을 개발하는 데 중요한 역할을 할 것으로 보입니다.

• 4-2. 삼성전자 및 SK하이닉스의 어드밴스트 패키징 로드맵

• 삼성전자와 SK하이닉스는 모바일 HBM 시대를 준비하고 있으며, 각각의 어드밴스트 패키징 로드맵을 수립해 나가고 있습니다. 삼성전자는 'LLW D램' 및 'VCS'를 개발하고 있으며, VCS의 첫번째 샘플 개발을 올해 12월 완료할 계획입니다. SK하이닉스는 'VFO'를 개발 중입니다. 두 기업 모두 모바일 HBM을 위한 기술적 준비를 진행하고 있으며, 각사가 보유한 기술력과 함께 AI 모듈 공급 부족 문제 또한 해결해야 할 과제로 남아 있습니다. SK하이닉스 문기일 부사장은 어드밴스드 패키징을 활용한 제품의 미래를 긍정적으로 전망하며, 전체 시장에서 요구되는 수준의 AI 모듈 공급이 부족하다고 언급했습니다. 따라서 HBM의 수요는 당분간 증가할 것으로 보이며, 이를 위해 필요한 기술 개발이 필요합니다.

5. 시장 전망 및 수요 예측

• 5-1. AI 시장에서의 HBM 수요 증가

• 노근창 현대차증권센터장은 AI 시장에서 HBM의 수요가 증가할 것이라고 언급하였습니다. 그는 지금까지 HBM이 주로 AI 가속기에 사용되었지만, 향후 2년 내에 온디바이스에서도 설치될 것으로 예상하고 있습니다. 현재 AI 서버에 탑재되는 HBM은 크고 비싸며, 온디바이스에 적합한 새로운 고대역폭 D램 기술이 필요할 것입니다. AI 시장의 수요는 HPC(고성능컴퓨팅)와 AI 서버를 넘어 B2C(기업과 개인 간 거래) 시장으로 지속적으로 이어질 것으로 보입니다.

• 5-2. B2C 시장으로의 확장 가능성

• 노근창 센터장은 개인 디바이스 분야에서도 HBM의 확장이 이루어질 것이라고 전망하였습니다. 그에 따르면, HBM은 모바일 HBM 시장으로 개화될 것이며, 이로 인해 B2C 시장에서도 AI 혁신이 강하게 확장될 것입니다. 또한, 임베디드 수요가 증가할 것이기 때문에 디바이스에서의 첨단 패키지 수요 준비가 필요하다고 강조하였습니다. 현재는 스마트폰, PC, 일반 서버의 교체 수요가 제한적이지만, 그린 반도체의 필요성이 대두되며 자동차, 스마트폰, 노트북 시장으로도 확장될 것입니다.

6. 기술적 과제 및 한계

• 6-1. 현재 기술의 한계와 미래 기술 개발 필요성

• 노근창 현대차증권센터장은 고대역폭메모리(HBM)의 온디바이스 적용이 이루어지기 위해서는 현재의 기술이 다양한 한계를 극복해야 한다고 언급했습니다. 기존 HBM은 주로 그래픽처리장치(GPU)와 AI 가속기에 탑재되어 있으며, 이들이 온디바이스 환경에 적용되기 위해서는 새로운 기술의 개발이 필수적입니다. 예를 들어, 현재 AI 서버에 사용하는 HBM은 크기와 가격이 너무 커 온디바이스에 설치하기 적합하지 않습니다. 따라서 모바일 및 자동차 분야에서의 HBM 사용을 확장하기 위해서는 획기적인 기술 혁신이 필요합니다.

• 6-2. 그린 반도체의 필요성과 시장에 미치는 영향

• 현재 반도체 시장은 성능을 강화하면서도 더욱 저전력 소비와 낮은 발열을 가진 '그린 반도체'의 필요성이 대두되고 있습니다. 이는 단순히 스마트폰 및 PC의 성능 향상을 넘어 자동차 등 다양한 분야로 확장될 것으로 보입니다. 강운병 삼성전자 마스터는 이러한 그린 반도체가 당장 AI 데이터센터에서 활용되고 있으며, 앞으로는 자동차와 스마트폰, 노트북으로도 수요가 증가할 것이라고 설명했습니다. 문기일 SK하이닉스 부사장도 AI 모듈의 공급 부족을 언급하며, HBM의 수요가 당분간 증가할 것이라고 밝혔습니다.

결론

• 리포트에 따르면 고대역폭메모리(HBM)의 응용은 AI 서버에서 벗어나 모바일 및 자동차와 같은 개인 디바이스 시장으로 빠르게 확산될 것입니다. 이러한 변화는 삼성전자와 SK하이닉스의 어드밴스트 패키징 기술 발전을 통해 지원되고 있으며, 이는 AI 모듈 공급 부족을 해결하는 데 기여할 것입니다. 하지만 현재 HBM의 가격과 크기와 같은 한계들이 있으며, 이를 극복하기 위한 혁신이 필요합니다. 특히 그린 반도체의 중요성이 강조되는 가운데, 반도체 산업 전반에 걸친 변화는 AI 시장 확장 및 기술적 한계를 극복하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 이러한 변화는 지속 가능성을 높이고, 향후 HBM과 관련된 실질적 활용 가능성을 확대할 것입니다.

용어집

• 고대역폭메모리(HBM) [기술]: 고대역폭메모리(HBM)는 데이터 전송 속도가 매우 빠른 메모리 기술로, 주로 AI 가속기와 데이터센터에서 사용됩니다. 최근에는 모바일 및 개인 디바이스로의 확장이 기대되고 있으며, 이로 인해 HBM 기술 자체의 발전이 필수적입니다.

• 삼성전자 [회사]: 삼성전자는 HBM 기술 개발에 활발히 참여하고 있으며, 모바일 HBM 시대에 대비한 어드밴스트 패키징 로드맵을 수립했습니다. 이 회사는 고성능 메모리 솔루션을 통해 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있습니다.

• SK하이닉스 [회사]: SK하이닉스는 HBM 시장에서 중요한 플레이어로, 어드밴스트 패키징 기술을 활용하여 AI 모듈 공급의 부족 문제를 해결하고자 하고 있습니다. 이 회사의 기술 발전은 향후 HBM 시장의 성장에 기여할 것입니다.

출처 문서

• HBM 열풍, 계속 간다…“2026년 스마트폰·자동차 등 ‘온디바이스 HBM’ 시대 열릴 것”https://news.heraldcorp.com/view.php?ud=20240911050768