HBM에 대한 모든 눈

최근 Samsung은 2028 년 LPW DRAM 메모리를 갖춘 최초의 모바일 제품을 출시 할 것이라고 발표했다. 2028 년 LPW DRAM은 수직 와이어 본딩의 새로운 패키징 기술을 사용하여 LPDDR DRAM을 강화하고 I/O 인터페이스를 크게 증가시킬 수 있으며 성능을 향상시킬 수 있으며, 산업에서 크게 유치 할 수있다.

우리 모두가 알고 있듯이 최근 몇 년 동안 AI가 증가함에 따라 데이터 센터 및 서버 시장은 전례없는 수준의 메모리 성능 요구 사항에 도달했습니다.

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SK Hynix, Samsung Electronics 및 Micron과 같은 주요 메모리 제조업체는 HBM을 핵심 제품 라인에 통합하여 기술 혁신 및 시장 경쟁을 촉진하는 열쇠로보고 있습니다.

이제 Storage Giants는 데이터 센터에서 자동차 및 모바일 장치 시장으로 가져 오기 위해 HBM 칩 사용을 더욱 확장 할 계획입니다.

HBM은 스마트 자동차의 분야에 들어갑니다

대형 모델의 시대에는 AI 칩에 HBM 메모리가 장착되어 있으며 자동차 산업은 점차 HBM 메모리를 채택하기 시작했다는 것은 업계의 합의였습니다.

"새로운 4 개의 현대화"트렌드의 발전으로 실시간 데이터 처리, 고해상도 이미지 처리 및 스마트 자동차에 대한 데이터 저장에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 특히 고급 운전자 지원 시스템, 지능형 콕핏 시스템 및 인포테인먼트 시스템과 같은 여러 가지 새로운 스마트 자동차 시스템은 칩 스토리지 전원에 대한 높은 수요를 가져 왔으며, 이는 이익이 넓은 수요를 가져 왔으며, 이는 플랫폼 계산에 사용될 것으로 예상됩니다.

또한 차량 내 엔드 투 엔드 모델의 채택은 미래에 점점 더 일반화 될 가능성이 높으며, 이는 HBM의 온보드 응용 프로그램에 많은 기회를 제공합니다.

현재 진행 상황과 관련하여 자동차 분야에서 HBM의 적용은 여전히 ​​초기 단계에 있지만 몇 가지 중요한 돌파구가 만들어졌습니다. SK Hynix의 HBM2E는 Google의 Waymo Autonomous Car에 적용되어 HBM의 공식 항목을 자동차 분야에 포함시키고 자동차 분야에서 고성능 메모리의 중요성이 커지고 있습니다.

Waymo의 자율 주행 차를위한 고급 메모리 기술의 독점 공급 업체 인 SK Hynix는 자동차 칩의 엄격한 품질 요구 사항을 충족하기 위해 자동차 응용 프로그램을 위해 특히 HBM2E를 독립적으로 생산했습니다. 시장에서 최초의 HBM 칩 제조업체로서 엄격한 AEC-Q 자동차 표준을 충족하는 HBM 칩을 제공하는 HBM 칩을 제공하는 SK Hynix의 자동차 등급 HBM2E 제품은 최대 8GB의 용량, 최대 3.2GBPS의 전송 속도 및 410GB/S의 놀라운 대역의 전송 속도를 보여주었습니다.

Sk Hynix는이를 기회로 삼고 자율 주행 운전 솔루션 분야의 NVIDIA, TESLA 및 기타 거인들과의 협력 네트워크를 적극적으로 확장하고 있으며, 자율 주행 차량에 HBM을 설치할 파트너를 적극적으로 찾고 있으며, 기존 AI 데이터 센터에서 급성장하는 자율 주행 차량 시장으로 비즈니스를 더욱 확대 할 수 있습니다.

삼성은 자동차 HBM의 진행 상황을 직접 공개하지 않았지만, NVIDIA와의 협력을 통해 자율 주행 생태계에 간접적으로 참여하고있을 것입니다.

스마트 자동차 시장에서 점점 더 치열한 경쟁으로 인해 자동차 회사는 차량의 인텔리전스 수준을 향상시켜 경쟁력을 향상시켜야하며 HBM 기술은 의심 할 여지 없이이 목표를 달성하는 열쇠입니다. 현재 많은 자동차 회사들이 HBM 제조업체와의 협력 기회를 적극적으로 찾고 있습니다.

일부 전문가들은 장기적으로 HBM이 주류가 될 것이며 Tesla와 같은 주요 회사가 HBM을 채택하면 이러한 추세가 가속화 될 것이라고 말했다.

Market Research Institutions의 데이터에 따르면, Global Automotive Memory Chip Market은 2023 년에 47 억 6 천만 달러의 가치가 있으며 2028 년까지 15 억 2 천만 달러에이를 것으로 예상됩니다.

HBM, 모바일

AI, 5G 및 기타 기술의 빠른 개발로 자동차 시장 외에도 모바일 장치가 점점 더 강력 해지고 있으며 메모리 성능에 대한 요구 사항도 증가하고 있습니다. 복잡한 AI 애플리케이션을 실행하는 것부터 원활한 멀티 태스킹을 가능하게하는 고화질 비디오 및 대규모 게임에 이르기까지 모바일 장치에는 더 높은 대역폭과 낮은 대기 시간을 제공 할 수있는 메모리가 필요합니다.

AI Photography의 인기, AI 음성 비서 및 기타 기능으로 스마트 폰을 예를 들어 스마트 폰을 사용하여 휴대 전화는 단기간에 많은 양의 데이터를 처리해야합니다. AI-OP 최적화 사진을 찍을 때 전화는 이미지를 실시간으로 분석하고 처리해야하므로 메모리는 이미지 데이터를 빠르게 읽고 저장할 수 있어야합니다. 그러나 기존의 LPDDR 메모리는 일일 응용 프로그램의 요구를 어느 정도 충족시킬 수 있지만 이러한 고성능 요구 사항을 충족 할 수는 없습니다.

랩톱 및 웨어러블과 같은 영역에서는 고성능 메모리가 긴급하게 필요합니다. 대규모 사무실 소프트웨어 및 비디오 편집을 실행할 때는 랩톱이 효율적인 데이터 처리 기능을 갖춘 메모리가 필요합니다. 스마트 시계와 같은 웨어러블 장치는 건강 모니터링 및 운동 추적과 같은 기능을 구현할 때 센서 데이터를 신속하게 처리하기 위해 메모리가 필요합니다.

HBM의 출현은 이러한 요구를 충족시킬 새로운 가능성을 열어줍니다. "모바일 HBM"이라고도하는 모바일 장치 용 HBM 유형은 현재 서버에서 사용되는 것과 유사한 특성을 가지고 있습니다.

HBM은 고급 3D 스택 기술을 사용하여 TSV (Through-Silicon)를 통해 여러 DRAM 칩을 수직으로 연결하여 메모리 대역폭을 크게 증가시킵니다. 이 고유 한 설계를 통해 HBM의 데이터 전송 속도는 수백 GB/S에 도달 할 수 있으며, 이는 전통적인 DDR 메모리보다 몇 배나 높으며, 이는 대규모 데이터의 빠른 처리를위한 AI 컴퓨팅의 요구를 완전히 충족시킬 수 있으며 데이터 전송 지연을 효과적으로 줄이며 교육 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

모바일 HBM은 동일한 스태킹 개념을 가지고 있지만 LPDDR DRAM을 밟은 패턴으로 쌓은 다음 수직 와이어로 기판에 연결하는 방법입니다. 특히 Samsung Electronics는 "VCS"라는 이름으로 기술을 개발하고 있으며 SK Hynix는 "VFO"라는 이름으로 기술을 개발하고 있습니다. 장점은 높은 전력 효율, 저전력 소비 및 더 많은 IO 데이터 핀을 제공하는 기능입니다.

모바일 HBM과 LPDDR의 가장 큰 차이점은 "사용자 정의 메모리"인지 여부입니다. LPDDR은 일단 대량 생산 된 배치로 사용할 수있는 일반 목적 제품입니다. 반면 모바일 HBM은 응용 프로그램과 고객의 요구 사항을 반영하는 맞춤형 제품입니다. 모바일 HBM은 다른 핀 위치에서 프로세서에 연결되므로 대량 생산 전에 각 고객의 제품에 대해 최적화해야합니다.

업계는 모바일 HBM을 차세대 반도체로보고 있으며 개발에 중점을두고 있습니다. 메모리 분야의 두 거인 인 삼성과 SK Hynix는 모바일 HBM 기술의 연구 개발 및 레이아웃에 대한 노력을 아끼지 않았습니다.

삼성 : 출시LPD DRAM 2028 년

이전 보고서에 따르면, 유사한 기술을 가진 제품인 삼성의 LPW DRAM은 최대 128GB/s의 대기 시간과 대역폭 성능을 1.2pj/b 만 소비하며 2025-2026에서 상업용 대량 생산을 달성 할 계획입니다.

LPDDR로 표시되는 모바일 HBM 칩은 크기가 작기 때문에 HBM과 동일한 TSV 연결 체계에 적합하지 않습니다. 동시에, HBM 제조 공정의 높은 비용 및 낮은 수율 특성은 고용량 모바일 DRAM에 대한 수요를 충족시킬 수 없습니다.

결과적으로 Samsung Electronics와 SK Hynix는 또 다른 고급 포장 방법을 채택했습니다.

Samsung Electronics의 VC (수직 구리 기둥 스태킹) 방법은 웨이퍼에서 절단 된 드라마 칩이 단계 모양으로 쌓이고 에폭시 물질로 강화 된 다음 구리로 뚫고 채워집니다.

Samsung Electronics에 따르면, VCS Advanced Packaging Technology는 기존 와이어 본딩에 비해 I/O 밀도의 {8- 폴드 증가 및 대역폭의 2.6 배, VWB 수직 와이어 본딩에 비해 9- 생산 효율이 증가합니다. 이 계획에 따르면, 삼성 모바일 HBM은 2025 년 하반기부터 2026 년까지 출시 될 예정이다.

그러나 지금까지 최신 공개로 판단하면이 개발에 대한 새로운 업데이트가있는 것으로 보입니다.

최근 ISSCC 2025에서 Samsung Electronics의 DS Division의 CTO이자 Semiconductor Research Laboratory 책임자 인 Song Jae-Hyuk는 Samsung이 2028 년에 LPW DRAM (LP Wide I/O DRAM) 또는 "Mobile HBM"을 장착 한 모바일 장치를 출시 할 계획이라고 밝혔다.

LPW는 LLW 또는 "Custom Memory"라고도합니다. 차세대 메모리로 등장하면서 업계 전체는 표준을 개발하면서 다양한 이름을 사용하고 있습니다. 그러나 이름에 관계없이 목표는 동일합니다. I/O 채널의 수를 늘리고 각 채널의 속도를 줄이면 성능 향상 및 전력 소비를 낮추는 것입니다. 또한이 기술은 신호 경로를 굽힘에서 직선으로 변환하는 VWB (Vertical Wire Bonding) 패키지로 제공됩니다.

특정 성능 측면에서 LPW DRAM 스택 LPDDR DRAM은 성능 향상 및 에너지 소비를 줄이기위한 이중 목표를 달성하기 위해 I/O 인터페이스의 수를 크게 증가시킵니다. 대역폭은 200GB/s 이상에 도달 할 수 있으며, 이는 기존 LPDDR5X보다 166% 높습니다. 동시에, 전력 소비는 1.9pj/비트로 감소하여 LPDDR5X보다 54% 낮습니다. 이 기술을 적용하면 모바일 장치가 대규모 게임, 비디오 편집 및 기타 고성능 애플리케이션을 실행하면 장치의 배터리 수명을 연장 할 때 더 부드러운 경험을 할 수 있습니다. 작년 9 월에 개최 된 "Semicon Taiwan"행사에서 Samsung은 LPW DRAM의 성능이 LPDDR5X의 성능보다 133% 높다고 발표했으며, 이는 성능 목표가 6 개월 이내에 증가했음을 의미합니다.

이 일련의 획기적인 획기적인 것은 점점 더 많은 수의 기기 AI 응용 프로그램에 대한보다 효율적이고 신뢰할 수있는 메모리 지원을 제공해야합니다.

SK Hynix : VFO 기술은 모바일 HBM을 가속화합니다

삼성의 VC와 달리 SK Hynix는 구리 기둥 대신 구리 와이어를 선택했습니다. 구성 요소 및 프로세스 시퀀스를 연결하는 측면에서 삼성 전자 장치와 달리 구리 와이어를 사용하여 스택 된 드라마를 연결 한 다음 에폭시 수지를 빈 공간에 주입하여 모바일 드라마 칩을 강화시킬 수 있습니다.

이 기술을 "VFO (수직 라인 팬 아웃)"라고하며 MUF 재료를 사용하여 HBM을 달성하기 위해 DRAM 스택 사이의 간격을 메우는 현재 방법과 유사합니다.

SK Hynix는 VFO 기술이 FowlP (Wafer Level Packaging)와 DRAM 스태킹 기술을 결합하고 VFO 기술은 수직 연결을 통해 여러 층의 DRAM 사이의 전기 신호 전송 경로를 상당히 단축시키고, 라인 길이를 기존 메모리의 1/4 미만으로 단축하고 에너지 효율을 4.9%향상 시킨다고 지적했다. 이 방법은 열 소산을 1.4%증가 시키지만 패키지 두께는 27%감소합니다.

모바일 장치의 장치 측면의 AI 애플리케이션에는 지원으로 대역폭 및 고속 스토리지가 필요하며 스마트 폰, 태블릿 및 노트북에서 HBM을 적용하는 것이 트렌드가되고 있음을 알 수 있습니다. 일부 데이터에 따르면, 2027 년까지 HBM과 통합 된 AI 휴대 전화의 시장 점유율은 50%를 초과하고 태블릿과 랩톱이 점차 따를 것으로 예상됩니다.

SK Hynix와 Samsung Electronics가 LPDDR 스태킹 및 칩 포장에서 획기적인 일을하면 모바일 HBM은 의심 할 여지없이 좋은 선택입니다.

두 회사의 기술 전략의 차이점은 모바일 HBM 시장의 환경을 바꿀 수 있기 때문에주의를 기울여야합니다. 데이터 센터 시장에서 HBM 기술의 차이로 인해 AI 시장의 지배력을 결정하는 것처럼 모바일 HBM은 스마트 폰, PC, XR 헤드셋 및 기타 장치의 AI 메모리로 주목을 받고 있으며 모바일 장치의 AI 시장에 직접적인 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

반도체 업계 베테랑은 "삼성은 대역폭 디자인 (LP 와이드 I/O)에 중점을두고 제품 완벽을 우선 순위로 삼는다. 반면 SK Hynix는 저전력 소비와 얇아지는 (VFO)에 초점을 맞추고 있으며, 비용 효율성을 우선시하고 있으며, 각각의 고객이 다른 요구 사항을 가지고 있기 때문에 누가 시장 가치가 더 많기 때문에 너무 이른 시장 가치를 가지고있다." 기술 연구 및 개발에서 대량 생산 능력 및 고객 생태계 측면에서 고객과의 포괄적 인 경쟁으로 전환했습니다. 삼성은 프로세스 혁신과 용량 확장을 통한 격차를 좁히고 SK Hynix는 수율 이점과 맞춤형 전략으로 리드를 유지했습니다. 2025 년 이후 HBM4의 대량 생산으로 두 제조업체는 기술 분산을 모바일 터미널로 가속화하여 스마트 폰, PC 및 AR/VR 장치의 성능 혁명을 주도합니다.

또한 모바일 HBM이 맞춤형 형태로 생산되고 스마트 폰 칩 제조업체에 제공 될 가능성이 있으며, 이는 이전 공급 업체 중심 모델을 수요 측 중심 접근 방식으로 변경할 것입니다. Sk Hynix와 마찬가지로 이전에 Apple의 헤드셋 "Vision Pro"에 맞춤형 저전력 DRAM을 제공했습니다. 그러나 모바일 HBM이 여전히 R & D 단계에 있기 때문에 사용자 정의가 회사마다 어떻게 다른지는 확실하지 않습니다. 실제로 HBM이 자동차에서 사용될 때 자동차를 위해 특별히 생산되는 SK Hynix의 HBM2E는 특정 분야의 요구에 맞게 사용자 정의됩니다.