이 기사는 2025년 02월 14일 09시38분 thebell에 표출된 기사입니다

SK하이닉스가 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 컨트롤러에 칩렛 기술을 도입한다. 모놀리식(Monolithic) 다이를 복수의 다이로 생산해 반도체 생산 비용, 수율, 대역폭을 개선하겠다는 목표다.

SK하이닉스가 최근 준비 중인 2.5D 패키지, 팬아웃웨이퍼레벨패키지(FOWLP) 등 어드밴스드 패키지 연구도 칩렛 기술을 상용화하기 위한 사전 단계로 해석된다.

14일 업계에 따르면 SK하이닉스가 개발 중인 CXL 컨트롤러에 칩렛 기술이 도입된다. 복수의 컨트롤러 다이를 탑재하고 이를 모자이크 링크(M.link)라는 칩으로 연결하는 컨셉이다. CXL 컨트롤러 다이에는 TSMC 선단 공정을, 모자이크 링크 다이에는 12nm 공정을 활용한다는 계획이다.


SK하이닉스는 CXL 3.0·3.1 타깃으로 CXL 컨트롤러 내재화를 준비 중이다. 지난해 공개한 CMM-DDR5에는 중국 몬타지테크놀로지의 CXL 컨트롤러가 활용됐다. 향후 CXL 시장 성장이 예상되는 만큼 CXL 컨트롤러를 자체 생산하겠다는 계획이다. 시장조사업체 욜은 글로벌 CXL 시장 규모가 2023년 1400만달러(203억원)에서 2028년 160억달러(23조2032억원)로 성장할 것이라고 내다봤다.

CXL은 PCIe 기반으로 만들어진 차세대 인터페이스 표준이다. 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU), SSD, D램 등을 연결하는 데 쓰인다. 업계에서 CXL 기술에 주목하고 있는 이유는 메모리 확장성을 극대화할 수 있어서다. 기존 D램은 메모리 슬롯만 활용할 수 있었다면, CXL D램은 PCIe 등 슬롯도 사용해 메모리 용량을 10배 이상 확장할 수 있다.

이를 위해 SK하이닉스는 지난해 11월 TSMC 밸류체인얼라이언스(VCA) 중 하나인 에이직랜드와 CXL 적용 주문형 반도체 설계 계약을 체결했다. 계약규모는 407억원이다. 개발 일정 등을 고려하면 칩 양산은 내년 하반기 이후 시작될 것으로 예상된다.

SK하이닉스는 '모자이크(MOSAIC)'라는 이름으로 칩렛 기술 적용을 준비 중이다. 칩렛은 여러 개의 다이(CPU, GPU, I/O 등)들을 연결해 하나의 반도체로 만드는 기술이다. 최근 초미세공정에서의 기술적 한계를 극복하기 위한 대안 기술 중 하나다. 모놀리식 구조와 비교해 반도체 생산 비용과 수율 등을 개선할 수 있다는 장점이 있다.

업계에서는 모자이크의 첫 용처가 현재 개발 중인 CXL 컨트롤러가 될 것으로 보고 있다. 향후에는 솔리드스테이트드라이버(SSD) 컨트롤러, 고대역폭메모리(HBM) 베이스다이 등에도 적용될 확률이 높다. 문기일 SK하이닉스 부사장은 지난해 한 학술행사에서 "2~3년 내 컨트롤러에 칩렛 기술이 적용될 것"이라며 "사내에서 이 칩들을 연결하는 기술을 개발하고 있다"고 전망한 바 있다.

최근 진행된 FOWLP 관련 장비 반입도 칩렛 기술 내재화와 관련된 것으로 보인다. 칩렛 패키징을 위해 멀티칩 FOWLP 등 다양한 방안을 검토 중인 것으로 파악됐다. 이를 위해 관련 인력도 대거 채용했다. 네패스, 앰코 등 기업의 직원들이 SK하이닉스로 합류한 것으로 확인됐다.

SK하이닉스는 이에 대해 "FOWLP 및 칩렛 등 어드밴스드 패키지 기술을 잘 준비하고 있으나, 사업화 관점에서 구체적으로 결정된 바 없다"고 밝혔다.