AI 시대를 움직이는 메모리, HBM–기술 개요와 수요 전망 (시리즈 제1탄)

2025년 현재, 고대역폭 메모리(HBM) 시장은 인공지능(AI) 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 수요 증가로 인해 급격한 성장을 보이고 있습니다. 이러한 시장에서 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론 3사가 절대 경쟁자로 치열한 노력이 예상됩니다.

"AI 시대를 움직이는 메모리, HBM – 기술 개요와 수요 전망 (시리즈 제1탄)"이라는 제목으로 진행 할 이 시리즈에서는 인공지능 반도체의 핵심 기술과 시장 흐름을 일반적인 시각으로 분석해보려 합니다.
지금까지의 포스팅은 일상의 평범한 스타일로 포스팅 했지만, 필자의 과거 경력으로 인해 알고 있는 약간의 지식을 토대로 전자,반도체 관련 연속물로 몇 장을 구성해 보려 합니다. 이 분야 씨리즈로 현재 주목되는 기술적 현황을 위주로 말입니다.

본 이미지는 참고 용이며 실제 기술적인 다이어그램이 아닙니다.

HBM 메모리 기술 개요와 향후 수요 전망

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HBM 메모리 기술 개요와 향후 수요 전망 (시리즈 제1탄)

최근 인공지능과 고성능 컴퓨팅 시장이 폭발적으로 성장하면서, 이를 뒷받침하는 핵심 기술로 HBM(High Bandwidth Memory)이 주목받고 있습니다. 본 포스팅에서는 HBM의 기술적 특징과 향후 수요 전망을 첫 번째로 정리해 봅니다.

HBM이란?

HBM은 고대역폭, 고용량, 저전력을 특징으로 하는 차세대 메모리 기술입니다. 일반적인 DRAM이 수평으로 배치되는 것과 달리, HBM은 DRAM 칩을 수직으로 적층하고 TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 기술을 통해 데이터를 빠르게 주고받을 수 있게 설계되고 있습니다.

대표적인 HBM의 특징은 다음과 같습니다:

• 고대역폭: GDDR6 대비 최대 8~10배 빠른 데이터 처리 속도

• 저전력: 동일한 데이터 처리량 기준으로 GDDR6 대비 전력 소비가 2~3배 낮음

• 3D 적층 구조: 4~16개의 DRAM 칩을 적층하여 공간 효율성 극대화

• 고성능 패키징: CPU나 GPU 바로 옆에 인터포저(interposer)를 통해 함께 패키징

현재 HBM2, HBM2E, HBM3, HBM3E가 실사용되고 있으며, HBM4는 2025년 출시가 예정되어 있습니다.

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AI 시대를 움직이는 메모리, HBM 기술

왜 HBM 수요가 급증하는가?

HBM은 고성능이 요구되는 다양한 분야에서 필수적인 메모리로 자리 잡고 있다. 특히 아래와 같은 산업군에서 수요가 폭증하고 있습니다:

• AI 연산 가속기: 대규모 AI 모델 학습 및 추론에 필수. NVIDIA H100, B100 등 주요 GPU에서 HBM3E 채택

• 고성능 컴퓨팅(HPC): 과학 시뮬레이션, 유전체 분석, 금융 리스크 계산 등에서 사용

• 데이터센터 및 클라우드 AI: GPT 모델, LLM, 영상/음성 처리 등에 고성능 메모리 필요

• 자율주행 및 자동차 AI: 실시간 데이터 분석에 따른 연산 성능 확보

• 국방 및 항공우주: 극한 환경에서 고신뢰성 메모리로 HBM 도입 증가

시장 성장률과 전망

시장 조사 기관에 따르면, HBM 시장은 다음과 같은 성장세를 보이고 있습니다:

• 2023년: 약 20억 달러

• 2025년: 약 30~35억 달러

• 2030년까지 연평균 성장률(CAGR): 약 25~30%

AI 산업의 급속한 확대에 따라 GPU와 연계된 HBM 수요가 가장 큰 비중을 차지할 것으로 보인다. 특히 ChatGPT, Gemini, Claude 같은 대형 언어모델의 훈련과 추론을 처리하는 데 HBM은 필수 요소로 작용합니다.

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AI 시대를 움직이는 메모리, HBM 기술

주요 제조업체 동향

현재 HBM 시장은 세 개의 주요 기업이 이끌고 있습니다.

• SK하이닉스: HBM3E 양산 중이며, 2025년 HBM4 출시 예정. Nvidia의 주요 공급사로 자리 잡고 있으며 현재 생산분 대부분이 이미 판매 완료된 상태입니다.

• 삼성전자: HBM4 개발 중이며 4nm 기반 논리 다이 시험 생산 시작. Nvidia 인증 지연으로 고전 중이지만 향후 만회 가능성 있음.

• 마이크론: HBM3E 시장에 빠르게 진입하여 판매량 증가 중. AI 수요에 대응해 빠르게 생산량 확대 중입니다.

HBM, 기술 수요와 결론

HBM은 AI 시대의 핵심 메모리 기술입니다.
대규모 데이터를 빠르고 효율적으로 처리해야 하는 환경이 늘어남에 따라, HBM의 중요성은 앞으로도 계속 커질 것입니다. 특히 AI 가속기 시장의 성장과 맞물려 HBM 수요는 향후 몇 년간 빠르게 증가할 것으로 예상하는 것은 누구나 알 수 있는 보편적인 시각일 것입니다.

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본 이미지는 참고용이며 실제 기술적인 다이어그램이 아닙니다.

AI 시대를 움직이는 메모리, HBM 기술

다음 탄의 주제는  HBM3 vs HBM3E 비교, GPU별 메모리 구성 등으로 생각 하고 있습니다.

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