[딜사이트경제TV 최지웅 기자] SK하이닉스 등 글로벌 메모리 기업들이 여러 개의 낸드 플래시를 적층해 대용량과 고대역폭을 동시에 구현하는 고대역폭낸드플래시(HBF) 개발에 속속 뛰어들고 있다. HBF가 AI 메모리 반도체 시장에서 핵심 부품으로 자리매김한 고대역폭메모리(HBM)의 적층 한계를 극복하고, 용량 확장 가능성을 제공하는 혁신적 솔루션으로 급부상하고 있어서다.

신영증권이 지난달 22일 공개한 보고서에 따르면 HBF 시장 규모는 2030년까지 120억 달러(한화 16조9000억원)에 이를 것으로 추정된다. 이는 같은 해 예상되는 HBM 시장 규모(약 1170억 달러)의 10% 수준에 불과하지만 HBM을 보완하며 성장을 본격화할 전망이다.

HBF는 D램을 적층해 만든 HBM처럼 낸드 플래시를 여러 겹 쌓아 올리는 형태로 개발되고 있다. 1세대 HBF 제품은 32GB 낸드 플래시를 16층으로 적층해 약 512GB의 대용량을 구현할 예정이다. 낸드 플래시는 본래 고용량 저장에 강점을 가진 비휘발성 메모리지만, 비교적 낮은 대역폭과 느린 쓰기·지우기 속도 등으로 빠른 연산을 요구하는 AI 반도체에는 적합하지 않았다. 하지만 첨단 패키징 기술인 '실리콘 관통 전극(TSV)'과 새로운 설계 혁신을 통해 HBM과 유사한 구조적 진화를 이루고 있다.

특히 HBF가 주목받는 이유는 HBM이 가진 구조적 한계를 보완할 수 있기 때문이다. HBM은 압도적인 속도와 대역폭으로 AI 연산을 뒷받침하지만, 적층 기술 한계로 용량 확대에 어려움을 겪고 있다. 실제 HBM3E 12단 제품 기준 단일 칩 용량은 36GB 수준에 도달했으나, 16~20단 이상을 구현하는 과정에서 열 관리와 TSV 연결 등에 기술적 문제가 불거지고 있다. 이에 대용량·고대역폭을 동시에 구현하는 HBF이 HBM의 빈틈을 메울 것으로 기대된다.

다만 HBF는 기술적으로 데이터 전송률을 끌어올리는 데 한계가 있어 HBM을 완전히 대체하기보다 보완재로 동반 성장할 것으로 보인다. 대역폭과 용량의 균형을 고려할 때 AI 반도체 메모리 시장에서 HBM과 HBF의 공존이 불가피한 셈이다.

현재 HBF 시장에서 가장 앞서나가는 기업은 SK하이닉스와 샌디스크다. 두 회사는 지난 8월 HBF 공동 표준화 MOU를 체결하며 기술 상용화에 본격 착수했다. 양사는 2026년 샘플 공급, 2027년 양산 체제 전환을 로드맵으로 제시했다. 이에 맞설 최대 경쟁자로 삼성전자가 꼽힌다. 삼성전자는 아직 HBF 관련 공식 발표를 내놓지 않았지만 HBM 시장에서 후발주자로 전락했던 경험을 반면교사 삼아 HBF 분야에서 선제적 투자를 단행할 가능성이 높다. 

박상욱 신영증권 연구원은 "HBF 시장이 본격적으로 개화하기까지는 아직 상당한 시간이 필요하다"며 "현 단계에서 주도권을 어느 업체가 가져갈지 예측하기는 어려우나, 시장 참여 의지와 전략적 필요성을 고려할 때 삼성전자가 가장 적극적으로 움직일 가능성이 높다"고 분석했다.