300단 고비 넘는 AI 스토리지, 웨이퍼 본딩으로 원가 절감 나선다

반도체 분석 전문기관 테크인사이트가 2026년 9월 18일(현지시각) 공개한 '2026 메모리 아웃룩 리포트'는 3D 낸드플래시가 300단을 넘어서는 고단화가 본격화될 것으로 전망했다. 기존 단일 웨이퍼 공정의 에칭 한계를 보완하기 위한 대안으로 웨이퍼 대 웨이퍼 하이브리드 본딩 방식이 표준으로 자리잡을 것으로 예상된다.

이 보고서는 D램, 낸드, 신흥 메모리 기술을 망라해 2026년 글로벌 메모리 시장의 기술과 기업, 정책 흐름을 데이터 기반으로 분석한 연례 전망 보고서다.


테크인사이트는 300단 이상 적층을 구현하기 위해 회로 웨이퍼와 셀 웨이퍼를 분리 제작한 뒤 접합하는 하이브리드 본딩 방식이 채택될 것으로 전망했다.
적층 단수가 높아질수록 단일 공정에 발생하는 공정 오류와 수율 저하 문제가 심해지기 때문이다. 이 방식이 확산되면 인공지능 추론에 쓰이는 고용량 기업용 솔리드스테이트드라이브 제조 원가 절감 여지가 커질 것으로 예상된다. 웨이퍼 한 장에서 얻을 수 있는 비트 수가 늘어나면서 데이터센터용 스토리지의 총소유비용을 낮추는 방향으로 작용할 수 있다는 분석이다.


테크인사이트는 인공지능 워크로드가 집중되면서 메모리 시스템이 전력과 대역폭, 용량 측면에서 주요 병목으로 부상하고 있다고 진단했다.

보고서는 이를 해결하기 위해 연산 장치를 메모리에 가깝게 배치하는 니어메모리컴퓨팅 및 인메모리컴퓨팅 구조와 칩렛 기반 3D 패키징이 고성능 시스템의 에너지 효율을 높이는 방향으로 채택이 확대될 것으로 내다봤다.

프로세서와 메모리 사이의 성능 격차인 메모리 월을 줄이기 위해 차세대 고대역폭메모리인 HBM4 도입도 빨라지고 있다. HBM4는 초고속 데이터 전송과 대역폭 확장을 실현하는 핵심 소자로 자리잡고 있다. 컴퓨트익스프레스링크는 PCIe 기반의 캐시 일관 인터커넥트 기술로, 데이터센터 환경에서 메모리 확장과 풀링을 지원한다.

테크인사이트의 이번 전망은 한국 반도체 생태계에 직접적인 영향을 미친다. 가치사슬 측면에서 삼성전자와 SK하이닉스는 300단 이상 3D 낸드 양산 과정에서 하이브리드 본딩 공정 전환을 서두르고 있으며, 국내 장비 및 소재 소부장 협력업체들의 수주 확대와 장비 가동률 상승으로 이어진다.

파급 경로는 고용량 기업용 솔리드스테이트드라이브 원가 절감에 따른 판가 경쟁력 강화와 데이터센터 향 출하량 증가로 구체화된다. 다만 반도체 장비 수입선 다변화 지연이나 글로벌 인플레이션 압박에 따른 정보기술 전방 수요 부진이 겹칠 경우, 설비 투자 집행 속도가 조절될 수 있다는 반대 시나리오도 상존한다.

미국 정부의 수출 통제는 중국 메모리 기업들에 대한 규제로 이어져 글로벌 공급망의 불확실성을 높이는 요인으로 작용하고 있다. 테크인사이트는 양쯔메모리테크놀로지스, 창신메모리테크놀로지스, JHICC 등 중국 주요 메모리 기업들이 이 규제의 영향권에 놓여 있다고 명시했다.

테크인사이트 보고서는 글로벌 메모리 제조사들이 비용 관리와 공급망 안정, 환경 규제 준수라는 복합 과제를 동시에 안고 있다고 분석했다. 탄소 배출 저감과 친환경 생산 시설 구축에 대한 투자가 고객 요구와 브랜드 신뢰 측면에서도 중요한 평가 요소로 부상하고 있다고 보고서는 밝혔다.

테크인사이트는 2026년 메모리 시장의 성장 관건으로 300단 이상 적층 방식의 양산 수율 확보, 인공지능 워크로드 대응력, 비용 경쟁력을 꼽았다. 하이브리드 본딩 기반의 새로운 적층 방식이 실제 대량 생산 단계에서 안정적인 수율을 달성할 수 있을지가 첫 번째 분기점이 될 것으로 전망된다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com