[딜사이트 이세연 기자] SK하이닉스가 내년 1월 초 엔비디아에 차세대 HBM4 12단 최종 샘플을 공급한다. 그동안 SK하이닉스는 SiP(시스템 인 패키지) 테스트를 진행하면서 시스템 전반의 최적화 작업을 수행해왔다. 이 과정에서 엔비디아·TSMC와 불량 데이터를 공유하는 등 '3자 협업 구도' 역시 개선 방향성을 잡는 데 일정 부분 역할을 했다.

사안에 정통한 관계자는 "회로 라인을 수정한 HBM4 웨이퍼가 이달 말 팹아웃(fab-out)된다. 문제가 없으면 당장 1월 초에 최종 샘플을 엔비디아에 추가로 공급할 계획"이라며 "내부에서는 해당 웨이퍼만 잘 나오면 리비전(수정·보완) 이슈는 마무리된다고 보고 있다"고 말했다.

SK하이닉스는 지난 9월경 엔비디아에 HBM4 첫 CS(커스터머) 샘플을 공급한 바 있다. 이 회사는 당시 엔비디아의 촉박한 개발 일정을 맞추고자 내부 PRA를 생략하고 샘플 먼저 전달하는 등 통상적인 절차까지 조정했다.

하지만 이후 진행된 인증 과정에서 일부 수정 사항이 확인됐다. HBM 등 여러 칩을 하나의 패키지로 만드는 SiP 테스트에서 속도와 신뢰성 문제가 불거진 것이다. 특히 속도를 높이는 과정에서 구조적 한계를 줄이기 위한 회로 라인의 설계 변경이 필요했다. 이에 수만장 규모의 샘플을 엔비디아에 납품하면서 최적화 작업을 함께 진행하게 됐다.

문제가 SiP 단계에서 발생한 만큼, SK하이닉스·엔비디아·TSMC 간 협업 체계 속에서도 관련 대응이 이뤄진 것으로 보인다. SK하이닉스는 HBM4부터 TSMC에 베이스다이 생산을 맡기면서 '3자 구도'를 공고히 했다. 이 과정에서 TSMC 엔지니어가 SK하이닉스에 파견돼 베이스다이 공동개발 작업에 함께 참여하기도 했다.

앞선 관계자는 "원래 SiP 테스트 과정에서 발생한 불량 관련 데이터가 3사간 공유되지는 않았다. 엔비디아가 요청해도 TSMC에서 정보를 제공하지 않았다"며 "그런데 최근 들어서는 TSMC가 HBM4 공정에서 신뢰성 불량 문제가 발생하는 구간에 대해서도 데이터를 공유하면서 상호 간 정보 교류가 이뤄지고 있다"고 말했다.

현재 SK하이닉스는 불량이 발생하는 매커니즘을 구체적으로 파악한 상태다. 공정 수율에는 별다른 문제가 없는 것으로 전해진다. 회사에서는 HBM4의 본격적인 양산 역시 당초 계획에 맞춰 진행하는 것을 목표로 하고 있다.

수정된 샘플을 내년 1월 초에 추가 제출한 후, 퀄 테스트를 빠르게 끝낸다고 낙관적으로 가정할 시 본격적인 양산 시점은 2~3월로 예상된다. 이렇게 되면 2분기부터 램프업(생산량 확대)이 가능하게 된다. SK하이닉스는 올해 2분기부터 엔비디아 '루빈' 샘플에 탑재될 HBM4 샘플을 소규모로 양산하기 시작했는데, 약 1년 만에 생산 확대 국면에 접어드는 것이다.

한편 업계에서는 SK하이닉스의 퀄테스트가 예상보다 지연된 점을 두고 이례적이라는 반응이 나온다. 단순히 HBM 1등 공급사라서가 아닌, HBM3E에 이어 HBM4에서도 초기 개발 단계부터 엔비디아의 손을 탔기 때문이다.

반도체 업계 한 관계자는 "SK하이닉스는 이번 HBM4에서도 엔비디아와 가장 밀접하게 협업하며, 제품의 초기 사양부터 함께 조율하는 움직임을 보였다"며 "주도권은 당연히 SK하이닉스에 있으나 엔비디아도 개발에 관여했다"고 설명했다.