HBM4란? HBM3E와 차이·엔비디아 베라 루빈·삼성전자·SK하이닉스 3파전 총정리
AI 모델이 커질수록 GPU의 연산 성능만큼 중요한 것이 메모리 대역폭입니다. HBM4는 데이터 통로를 두 배로 늘리고 로직 베이스 다이를 강화하면서, AI 가속기와 메모리를 함께 설계하는 시대로의 전환을 알리고 있습니다.
최종 업데이트: 2026년 7월 19일
HBM3E에서 HBM4로 전환되는 구조 또는 AI GPU와 HBM 스택 이미지
1. HBM4란 무엇인가
HBM4는 6세대 고대역폭 메모리입니다. 여러 장의 D램을 수직으로 쌓고 TSV로 연결해 GPU 가까이에 배치함으로써, 일반 D램보다 훨씬 많은 데이터를 한 번에 주고받도록 설계됐습니다.
HBM4의 가장 큰 변화는 단순히 동작 속도를 높인 데 있지 않습니다. 데이터가 이동하는 I/O 통로가 HBM3E의 1,024개에서 2,048개로 두 배 확대됐고, 최하단 로직 칩인 베이스 다이의 역할도 커졌습니다.
2. HBM3E와 HBM4 차이 한눈에 보기
| 구분 | HBM3E | HBM4 |
|---|---|---|
| 세대 | 5세대 HBM | 6세대 HBM |
| I/O 수 | 1,024 | 2,048 |
| 표준 최대 대역폭 | 제품별 약 1.2TB/s 전후 | JEDEC 기준 최대 2TB/s |
| 2026년 주요 제품 | 약 1.2TB/s급 | 업체별 2.8~3.3TB/s급 발표 |
| 베이스 다이 | 메모리 공정 중심 | 첨단 로직·파운드리 공정 활용 확대 |
| 설계 방향 | 범용 규격 중심 | 가속기별 공동 최적화·맞춤화 강화 |
| 주요 적용처 | 블랙웰 계열 등 현행 AI GPU | 루빈 계열 등 차세대 AI 가속기 |
JEDEC HBM4 표준은 2,048비트 인터페이스에서 최대 8Gbps를 지원해 스택당 최대 2TB/s의 대역폭을 규정합니다. 다만 실제 업체들은 표준보다 빠른 제품을 개발하고 있습니다. 마이크론은 2.8TB/s 이상, 삼성전자는 최대 3.3TB/s 제품 사양을 공개했습니다.
3. 왜 2,048 I/O가 중요한가
AI GPU는 짧은 시간에 방대한 모델 파라미터와 데이터를 불러와야 합니다. GPU 연산 장치가 아무리 빨라도 메모리에서 데이터를 충분히 공급하지 못하면 연산기가 대기하게 됩니다. 이것이 이른바 메모리 병목입니다.
HBM4는 I/O를 두 배로 늘려 한 번에 오가는 데이터의 폭을 키웠습니다. 좁은 도로에서 자동차 속도만 높이는 방식이 아니라, 차선을 두 배로 확장한 것에 가깝습니다.
대역폭이 커지면 달라지는 것
- 대규모 AI 모델의 학습 시간을 줄이는 데 유리합니다.
- 긴 문맥을 처리하는 추론 서비스의 응답 속도를 높일 수 있습니다.
- GPU가 메모리를 기다리는 시간을 줄여 시스템 이용률을 개선합니다.
- 같은 작업을 처리할 때 필요한 GPU 수와 데이터센터 전력 부담을 낮출 가능성이 있습니다.
SK하이닉스는 자사 HBM4가 이전 세대보다 대역폭을 크게 높이고 전력 효율을 40% 이상 개선했다고 설명합니다. 삼성전자 역시 최대 3.3TB/s 대역폭과 최대 40% 수준의 전력 효율 개선을 제시하고 있습니다.
1,024 I/O와 2,048 I/O를 도로 차선으로 비교한 인포그래픽 추천
4. 범용 HBM에서 커스텀 HBM으로
HBM4부터 주목해야 할 또 하나의 변화는 베이스 다이의 로직 기능 확대입니다. 베이스 다이는 적층된 D램의 가장 아래에 위치해 GPU와 메모리 사이의 데이터 이동을 관리합니다.
HBM3E까지는 메모리 업체의 자체 공정을 활용하는 비중이 컸지만, HBM4에서는 첨단 로직 공정을 적용하는 사례가 늘고 있습니다. 메모리 업체와 파운드리 업체의 협력이 중요해진 이유입니다.
커스텀 HBM이 의미하는 것
고객 맞춤형 HBM은 특정 GPU나 AI 가속기의 구조에 맞춰 베이스 다이 기능, 인터페이스, 전력 특성 등을 함께 최적화하는 방향입니다. 제품을 만든 뒤 고객이 선택하는 방식에서 벗어나, 설계 초기부터 GPU 업체와 메모리 업체가 함께 조율하는 비중이 커집니다.
5. 엔비디아 베라 루빈과 HBM4의 관계
엔비디아의 차세대 AI 플랫폼은 베라 루빈(Vera Rubin)입니다. 베라는 CPU, 루빈은 GPU를 의미하며, 랙 단위에서 연산·메모리·네트워크를 통합하는 시스템으로 설계됐습니다.
엔비디아에 따르면 루빈 GPU는 HBM3E보다 인터페이스 폭이 두 배인 HBM4를 채택합니다. GPU당 최대 288GB HBM4와 22TB/s 메모리 대역폭 구성이 제시됐으며, 베라 루빈 NVL72 랙은 총 20.7TB의 HBM4와 약 1.58PB/s의 메모리 대역폭을 제공합니다.
중요한 것은 단순한 메모리 용량 증가가 아닙니다. 엔비디아는 메모리 컨트롤러와 HBM 생태계를 함께 설계해 블랙웰 대비 메모리 대역폭을 크게 높였습니다. 이 때문에 HBM 업체의 경쟁력도 단순 속도보다 고객 인증, 수율, 발열, 패키징, 적기 공급으로 평가받게 됩니다.
6. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 HBM4 3파전
SK하이닉스
HBM3·HBM3E에서 축적한 양산 경험과 주요 AI 고객과의 협력 관계가 강점입니다. 2025년 HBM4 개발과 양산 준비 완료를 발표했고, 2026년에는 HBM4 양산 경험을 기반으로 HBM4E 샘플까지 공급했습니다.
삼성전자
메모리와 파운드리, 첨단 패키징을 한 회사 안에서 연결할 수 있다는 점이 강점입니다. 2026년 2월 HBM4 양산과 상용 출하를 발표했으며, 최대 11.7Gbps의 안정 동작과 최대 13Gbps 확장 가능성을 제시했습니다.
마이크론
전력 효율과 고속 제품 경쟁력을 앞세우고 있습니다. 2026년 HBM4 36GB 12단 제품의 고용량 양산을 공개했으며, 11Gbps 이상 속도와 스택당 2.8TB/s 이상의 대역폭을 제시했습니다.
그렇다면 누가 HBM4 1위인가
현시점에서 한 기업이 HBM4 전체 시장을 확정적으로 독점한다고 표현하기는 어렵습니다. SK하이닉스는 기존 HBM 리더십과 고객 관계에서 앞서 있고, 삼성전자는 HBM4 상용 출하와 파운드리 연계 역량으로 반격하고 있으며, 마이크론도 양산 물량을 확대하고 있습니다.
엔비디아 역시 공급 안정성과 가격 협상력을 높이기 위해 복수 공급사를 활용할 유인이 있습니다. 따라서 2026년 HBM4 시장은 단순한 속도 경쟁보다 고객별 인증과 수율, 공급량을 놓고 벌이는 3사 경쟁으로 보는 편이 현실적입니다.
7. 2026년 시장은 HBM3E인가, HBM4인가
2026년은 HBM3E와 HBM4가 동시에 성장하는 전환기입니다. 현재 설치되고 출하되는 AI 서버에는 HBM3E가 여전히 광범위하게 사용됩니다. 반면 신규 플랫폼과 차세대 GPU의 설계·검증 경쟁은 HBM4 중심으로 이동했습니다.
| 구분 | 현재 매출·출하 | 기술 경쟁의 중심 |
|---|---|---|
| HBM3E | 현행 AI 서버와 GPU 수요를 담당 | 수율 안정화·공급 확대 |
| HBM4 | 차세대 플랫폼 공급이 확대되는 단계 | 고객 인증·고속화·베이스 다이·패키징 |
| HBM4E | 샘플 및 선행 검증 단계 | 커스텀 로직·더 높은 속도와 용량 |
즉, 지금의 실적은 HBM3E가 만들고 미래의 점유율은 HBM4가 결정하는 구간이라고 정리할 수 있습니다.
8. HBM4 확산으로 주목받는 산업
HBM4 수요 증가는 메모리 제조사만의 이야기가 아닙니다. 더 많은 적층과 미세한 연결, 복잡한 베이스 다이가 필요해지면서 여러 공급망이 함께 영향을 받습니다.
- 메모리: 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론
- 파운드리: 베이스 다이 생산을 담당하는 첨단 로직 공정
- 첨단 패키징: GPU와 HBM을 연결하는 인터포저 및 패키징 기술
- TC 본더: HBM 적층과 접합에 필요한 장비
- 검사·테스트: 고속 I/O와 발열 특성을 검증하는 장비 및 소켓
- 소재: 언더필, 몰딩, 기판, TSV 관련 소재
- 냉각: AI 서버의 전력과 발열 증가에 대응하는 액체냉각 시스템
HBM4 공급망: 메모리 → 파운드리 → 패키징 → 장비·소재 → AI 데이터센터
9. HBM4 시장의 위험 요인
- 수율 문제: 적층 수와 공정 복잡도가 높아지면 불량 관리가 어려워집니다.
- 발열과 전력: 효율은 개선되지만 절대 성능이 커지면서 냉각 부담은 계속됩니다.
- 고객 집중: 대형 GPU 업체의 인증 일정과 구매 정책에 실적이 크게 좌우될 수 있습니다.
- 과잉 투자: AI 수요가 예상보다 둔화하면 증설된 생산능력이 가격 부담으로 돌아올 수 있습니다.
- 기술 전환: HBM4E와 커스텀 HBM 전환이 빨라지면 초기 HBM4 제품의 수명 주기가 짧아질 수 있습니다.
10. HBM4 자주 묻는 질문
HBM4는 HBM3E보다 정확히 두 배 빠른가요?
I/O 수는 1,024개에서 2,048개로 두 배 늘었습니다. 그러나 실제 대역폭은 핀 속도와 제품 설계에 따라 달라지므로 모든 HBM4가 정확히 두 배 빠르다고 단정할 수는 없습니다.
HBM4의 최대 대역폭은 2TB/s인가요, 3TB/s 이상인가요?
JEDEC 표준 기준 최대치는 2TB/s입니다. 하지만 메모리 업체들이 표준보다 높은 핀 속도를 적용하면서 실제 발표 제품은 2.8~3.3TB/s 수준까지 올라갔습니다.
엔비디아 베라 루빈에는 HBM4가 들어가나요?
네. 엔비디아는 루빈 GPU에 HBM4가 적용되며 GPU당 최대 288GB 구성과 높은 메모리 대역폭을 제공한다고 공개했습니다.
삼성전자와 SK하이닉스 중 누가 HBM4에서 앞서 있나요?
SK하이닉스는 기존 HBM 양산 경험과 고객 관계가 강점이고, 삼성전자는 HBM4 상용 출하와 메모리·파운드리 통합 역량이 강점입니다. 실제 우위는 고객 인증, 수율, 출하량이 누적된 뒤 판단해야 합니다.
마이크론도 엔비디아 HBM4 공급 경쟁에 참여하나요?
마이크론은 HBM4 양산과 고객 공급을 공식적으로 밝히고 있습니다. 다만 특정 고객별 공급 비중은 변동 가능성이 크므로 공식 실적과 고객 발표를 함께 확인하는 것이 좋습니다.
커스텀 HBM은 HBM4부터 시작되나요?
HBM4부터 베이스 다이의 로직 기능과 고객 공동 최적화가 강화됩니다. 고객별 맞춤 로직 다이가 더 본격화되는 시점은 HBM4E와 이후 세대로 보는 시각도 많습니다.
핵심 정리
HBM4는 단순히 HBM3E보다 빠른 메모리가 아닙니다. 2,048 I/O, 첨단 로직 베이스 다이, GPU와의 공동 설계가 결합되면서 AI 반도체 공급망의 구조를 바꾸는 제품입니다.
2026년 실적의 중심은 여전히 HBM3E이지만, 차세대 시장의 승부는 이미 HBM4의 수율과 고객 인증에서 벌어지고 있습니다. SK하이닉스의 기존 우위에 삼성전자와 마이크론이 도전하면서 HBM 시장은 더욱 치열한 3사 경쟁 구도로 이동하고 있습니다.