미국·중국이 쏟아부어도 HBM4를 따라잡기 어려운 이유

HBM4는 메모리를 수직으로 쌓고 밑바닥에 로직 칩을 더한 맞춤형 제품으로 진화했습니다. 그래서 공장 증설만으로는 추격하기 어렵고, 적층 정밀도와 파운드리 공정, 장비와 소재 생태계가 함께 맞물려야 한다는 것이 핵심입니다.

⏱ 00:002026년 가을 발표된 국내 메모리 기업들의 높은 실적을 보며, 막대한 보조금을 쏟아부은 미국과 중국이 왜 이 흐름을 따라잡지 못하는지 묻는 것으로 시작합니다. 과거 반도체 경쟁은 대규모 공장에서 같은 규격의 칩을 싸게 대량 생산하는 싸움이었기에, 자본만 있으면 따라잡을 수 있다고 여겨졌습니다.

하지만 HBM4는 고객이 설계와 물량을 먼저 약정하는 맞춤형 제품으로 바뀌었습니다. 단순 증설로는 답이 나오지 않는다는 것이 영상의 출발점입니다.

⏱ 03:13AI 연산 칩은 매우 빠르지만, 데이터가 들어오는 통로가 좁으면 연산 장치가 대기하게 됩니다. 이 병목을 줄이기 위해 메모리 칩을 여러 층으로 쌓고 층 사이를 수직 통로(TSV)로 연결해 연산 칩 바로 옆에 붙이는 방식이 HBM입니다.

6세대 HBM4는 데이터 통로의 폭을 이전 세대의 두 배로 넓혀, 같은 면적에서 훨씬 많은 데이터를 주고받을 수 있게 했습니다. 이 구조를 오래 연구해 온 학자들은 AI 시대의 승부처가 연산보다 데이터 이동에 있다고 봐 왔다고 소개됩니다.

⏱ 05:47중국의 대표 메모리 기업 CXMT는 국가와 지방 정부의 지원으로 일반 DRAM 물량을 빠르게 늘렸습니다. 하지만 HBM에서는 두 세대 가량 뒤처진 HBM3 수준에 머무는 것으로 분석되며, 수율이 낮고 전체 생산 능력에서 HBM이 차지하는 비중도 작다고 전해집니다.

미국 마이크론도 정부 보조금을 받아 HBM 생산에 나섰지만, 시장 점유율은 10%대 후반에서 20% 안팎에 머물고 있습니다. 생산 물량 규모, 공정 숙련도, 협력사 생태계에서 격차가 크다는 설명입니다.

⏱ 07:42HBM4는 손톱만 한 DRAM을 12~16장 쌓아 올리는데, 전체 높이가 국제 규격으로 정해져 있어 칩을 극도로 얇게 깎아야 합니다. 층마다 수천 개의 미세 구멍을 정확히 맞춰 뚫고 정렬해야 하며, 어느 한 층이라도 어긋나거나 휘면 쌓아 올린 전체를 버려야 합니다.

핵심은 칩을 눌러 휘지 않게 붙이고 그 사이를 특수 보호재로 채우는 접합 장비와 소재 조합입니다. 온도, 압력, 시간, 재료 점도를 맞추는 노하우는 수많은 시행착오로 쌓인 데이터라서, 장비를 들여온다고 바로 재현되지 않습니다.

⏱ 12:17HBM 맨 아래에는 외부와 신호를 주고받고 데이터 흐름을 조정하는 베이스다이가 깔립니다. 이전 세대까지는 이 칩도 일반 메모리 공정으로 만들었지만, HBM4부터는 고객 요구에 따라 연산 기능과 맞춤 회로가 들어가면서 파운드리 수준의 초미세 공정이 필요해졌습니다.

이 때문에 메모리 설계, 파운드리, 패키징을 모두 갖춘 기업이 유리해졌습니다. 삼성전자는 자체 파운드리와 패키징을 묶어 대응하는 구조이고, SK하이닉스는 TSMC에 베이스다이를 맡기고 자사 패키징으로 완성하는 협력 구조입니다. 반면 중국은 첨단 파운드리 장비 제재로, 미국은 자체 파운드리 부재로 각각 제약을 받는다고 설명합니다.

⏱ 18:15HBM 수요가 몰리면서 공장 라인이 HBM 중심으로 재편되고, 일반 DRAM과 낸드 공급이 줄어 전체 메모리 가격도 오른 것으로 소개됩니다. 다만 영상은 이것이 영구적인 호황을 보장하지 않는다고 강조합니다. 고객사가 메모리 사용량을 줄이는 알고리즘이나 자체 연결 규격을 준비하고 있고, 앞으로는 플래시를 쌓는 HBF 같은 기술과 냉각 구조가 다음 과제가 될 수 있다는 전망이 나옵니다.

결국 기술 경쟁은 설계, 적층, 패키징, 장비, 협력사를 아우르는 생태계의 싸움이며, 작은 공정 하나의 정밀도가 전체 경쟁력을 좌우한다는 점으로 정리됩니다.