생성형 AI와 HBM…, DRAM 시장의 성장 ‘촉매제’
3D DRAM 구현 위한 하이브리드 본딩 기술 관심 ‘업’
고대역폭 메모리(HBM) 수요 가속화에 따른 차세대 DRAM 시장의 급성장이 예상된다. 시장 조사 및 전략 컨설팅 회사인 Yole Group(www.yolegroup.com)은 ‘차세대 DRAM 2024 - HBM 및 3D DRAM(Next-Generation DRAM 2024 - Focus on HBM and 3D DRAM)’ 보고서를 통해 생성형 AI(Artificial intelligence) 수요 확대가 시장을 이끌어 2029년 약 377억달러($, USD) 규모의 시장 형성을 전망했다.
AI 컴퓨팅 수요에 힘입어 HBM은 전체 DRAM 시장을 크게 성장하여 HBM 비트 출하량이 2023년에 93% 증가했고, 2024년에는 147% 늘어날 것으로 점쳤다. 2023년부터 2029년까지 연평균 45% 성장율을 기록하여 데이터 센터 DRAM 비트는 25% 증가할 것이라고 덧붙였다. HBM 시장 매출은 2022년 27억달러에서 2024년 140억달러로 늘어나 전체 DRAM 매출의 각각 3%와 19%를 차지할 것이라고 밝혔다.
침체되어 있는 메모리 시장에서 DRAM 수요는 AI 서버와 자동차 전장을 제외하고는 낮은 수준을 유지했다. ChatGPT와 같은 생성형 AI 애플리케이션은 특히 데이터 센터에서 DDR5 DRAM 및 HBM과 같은 고속 메모리 기술에 대한 관심을 불러일으켰다. Yole Group의 시몬 베르톨라치(Simone Bertolazzi) 분석가는 “삼성전자, SK하이닉스, 마이크론은 수요를 충족하기 위해 더 많은 웨이퍼 용량을 HBM으로 전환하여 전체 비트 생산을 둔화시키고 HBM이 아닌 제품의 공급 부족을 증가시켰다. HBM 웨이퍼 생산량은 2024년에 두 배로 증가할 예정이다”라고 말했다.
Yole Group은 하이브리드 본딩 구현은 2026년경 HBM4 세대부터 시작될 것으로 예상했다. 하이브리드 본딩 기술은 메모리 대역폭과 전력 효율성을 향상시키고 스택 두께를 줄이기 위한 HBM 공정에 필수적으로 들어가는 것으로 여겨지고 있다.
HBM4 세대는 스택당 최대 16개의 DRAM 다이를 갖추고 인터페이스 폭을 2,048 비트로 두 배로 늘리고 있다. 모놀리식 3D DRAM은 유망한 장기 확장 솔루션이지만 개발의 많은 측면이 불확실하며 최적의 전략이 아직 정의되지는 않고 있다. DRAM 회사들은 수평 커패시터가 있는 1T-1C 셀과 게인 셀(2T0C) 또는 플로팅 바디 효과를 기반으로 하는 1T-DRAM과 같은 커패시터 없는 옵션을 포함한 다양한 접근 방식을 모색하고 있다.
시몬 베르톨라치(Simone Bertolazzi) 분석가는 “4F2 DRAM 개발은 기존 6F2 구조 대비 칩 면적 30% 감소를 목표로 한다. 또한, 웨이퍼 간 하이브리드 본딩을 사용하여 함께 적층하는 CBA(CMOS-Bonded Array) DRAM 아키텍처의 채택은 2027년까지 4F2 셀 도입과 함께 시작될 것”이라고 예상했다. |
