HBM을 버리겠다는 인텔의 'XBM' 특허, 삼성·하이닉스 왕좌가 흔들릴까?

핵심 답

• XBM은 제품이 아니라 특허출원 1건이다 — 2024년 12월 출원, 2026년 7월 2일 공개된 심사 전 문서. 제품 발표도, 로드맵도, 고객도, 테이프아웃도 없다.
• ‘2.6배’는 다른 프로젝트의 숫자다 — 특허에는 대역폭·전력 수치가 한 줄도 없다. 그 배수는 인텔이 소프트뱅크와 별도로 진행하는 ZAM에 대한 기관 추정치가 헤드라인에서 섞여 들어온 것이다.
• 방향 자체는 진짜다 — 인터포저 제거·직렬화·배선층 메모리라는 문제의식은 업계 공통이고, 그중 절반(베이스 다이 커스텀·직렬화)은 custom HBM이라는 이름으로 이미 2027년 상용 로드맵에 올라 있다.
• XBM의 차별점은 유아기다 — 배선층 DRAM은 학계 최전선이 리텐션 수십 초~수 시간, 8×8 어레이 수준이고 수율 데이터는 존재하지 않는다. 상용화 전망은 2030년 이후 — 현 HBM 사이클의 시간축과 겹치지 않는다.
• 진짜 지켜볼 것은 특허가 아니라 이동이다 — 메모리의 부가가치가 셀에서 베이스 다이·패키징· 인터페이스로 옮겨 가는 흐름. 그 전선에서는 특허가 아니라 계약이 오가고 있다.

문서의 정체부터

부검의 첫 절차는 신원 확인이다. 문서의 정식 이름은 미국 특허출원 공개공보 US 2026/0191095 A1, 제목은 “Ultra High Bandwidth Memory with Backend Transistors”. 2024년 12월 26일 출원돼 2026년 7월 2일 공개됐고, 출원인은 인텔, 발명자는 4명, 도면 13매가 붙어 있다. 끝자리 A1은 ‘등록된 특허’가 아니라 ‘심사 전 공개’라는 뜻이다 — 미국은 출원 후 18개월이 지나면 심사 결과와 무관하게 문서를 공개한다. 즉 이것은 인텔의 발표가 아니라, 캘린더가 자동으로 공개한 서류다.

세상에 알려진 경로도 인텔이 아니었다. 특허 문서를 뒤지는 해외 계정이 7월 초 이 공보를 발굴했고, 외신들이 7월 7일부터 보도했으며, 국내에는 7월 7~9일 사이 서너 건의 기사가 나왔다. XBM이라는 이름은 특허 본문에서 인텔이 직접 쓴 용어가 맞다 — 풀네임은 cross-batch memory. 흥미로운 건 그 이름이 명세 전체에서 딱 한 번, 괄호 속 약어 소개로만 등장하고 batch가 무엇인지에 대한 정의가 없다는 점이다. 청구항에는 XBM이라는 단어 자체가 나오지 않는다. 이름조차 설명하지 않는 문서가 ‘차세대 승부수’로 번역된 셈이다.

발신자의 이력도 신원의 일부다. 인텔은 1970년 세계 최초의 상용 D램을 만든 회사이자, 1985년 D램에서 철수한 회사다. 2020년에는 낸드 사업을 SK하이닉스에 팔았고, 2022년에는 ‘메모리와 스토리지 사이’를 노리던 옵테인(Optane)을 5.6억 달러 손상을 안고 청산했다. 메모리를 세 번 떠난 회사가 네 번째로 문을 두드리는 방식이 지금 보이는 그림이다 — 공장이 아니라 특허와 파트너십으로. 이 맥락은 뒤에서 ZAM을 다룰 때 다시 온다.

특허가 실제로 말하는 것 — 발상 두 개

문서 자체는 진지하다. 골자는 두 가지 발상이고, 각각 HBM의 다른 급소를 겨눈다.

발상 ① — 셀 트랜지스터를 배선층으로 이사시킨다. D램 셀은 1T1C, 즉 트랜지스터 하나에 커패시터 하나다. 지금까지 트랜지스터는 언제나 실리콘 웨이퍼 본체(전면부)에 새겼는데, 이 특허는 그것을 BEOL, 즉 배선층에 박막 트랜지스터로 만들자고 한다. 본체 면적이 풀리니 다이당 약 1.5GB를 담고, 이를 ‘datablock’이라는 블록 768개(32×24 격자)로 조직해 8단, 최대 16단까지 쌓는다. 다이를 수직으로 관통하는 TSV 통로와 양면 접합, 그리고 스택 전체를 자가 진단·수리하는 회로(BISR — 불량 블록을 여분 블록으로 바꿔치기)까지 설계에 들어 있다.

발상 ② — 도로를 바꾼다.HBM의 정체성은 ‘아주 넓은 도로’다. 1,024가닥(HBM4는 2,048가닥)의 병렬 배선을 느린 클럭으로 돌리는 대신, 그 배선을 감당하려고 인터포저라는 값비싼 중간 기판을 깐다. 특허는 반대로 간다. 스택의 모든 입출력을 베이스 다이 하나로 모은 뒤, UCIe 표준의 32GT/s 직렬 링크로 직렬화해 내보낸다. 좁은 도로 × 초고속. 목표는 HBM4와 같은 자리(풋프린트)에 들어가는 것이라고 명시돼 있다.

그리고 문서에 없는 것들이 부검의 본론이다. 총대역폭 몇 TB/s인지 — 없다. 전력을 얼마나 아끼는지 — ‘low power’라는 비정량 문구 한 줄뿐이다. 배선층 박막 트랜지스터 D램의 최대 난제인 리텐션(전하 유지)과 리프레시를 어떻게 풀지 — 단 한 번도 언급되지 않는다. 어느 공장에서 어떤 공정으로 만들지 — 웨이퍼 본딩이나 다이 본딩으로 쌓는다는 한 문장이 전부다. 심지어 왜 HBM이 문제인지에 대한 배경 설명도 두 문장으로 끝난다. 이것은 성능을 입증한 문서가 아니라, 구조의 소유권을 넓게 걸어두는 문서다.

헤드라인의 부검 — '2.6배'는 어디서 왔나

그렇다면 시중에 도는 숫자들은 어디서 왔을까. 추적해 보면 올해 인텔의 ‘신메모리’ 뉴스는 한 건이 아니라 두 건이고, 헤드라인의 공포는 그 둘이 합성된 결과다.

5월의 주인공은 XBM이 아니라 ZAM 계열(HB3DM)이었다 — 인텔이 소프트뱅크 자회사와 함께 개발하는 별개의 적층 메모리다(다음 섹션에서 다룬다). ‘지각변동’도 ‘승부수’도 ‘2.6배’도 그 기사들의 표현이고, 그 2.6배조차 기관 추정 밀도에서 단위를 접어 만든 각색이었다. 7월의 XBM 특허 보도에는 처음부터 쓸 숫자가 없었다 — 해외 첫 보도들 스스로 “특허에 수치가 없다”고 명시했을 정도다. 하지만 대중의 기억 속에서 5월의 배수와 7월의 특허는 ‘인텔의 HBM 킬러’라는 하나의 이야기로 접합됐다.

정리하면, 이 특허로 ‘HBM보다 몇 배’를 말하는 것은 원리적으로 불가능하다 — 비교할 숫자가 문서에 없기 때문이다. 참고로 증권가도 조용했다. 국내 증권사 리포트에서 XBM을 다룬 코멘트는 확인되지 않는다. 프로들의 침묵과 헤드라인의 볼륨이 이렇게 벌어질 때, 대개 맞는 쪽은 침묵이다.

그럼 장난으로 낸 특허인가 — 인텔의 진심의 좌표

아니다. 이 특허가 흥미로운 진짜 이유는 성능 주장이 아니라 맥락이다. 인텔은 지금 메모리 우회로를 한 갈래가 아니라 여러 갈래로 파고 있다.

공개된 갈래가 ZAM(Z-Angle Memory)이다. 소프트뱅크가 2024년 12월 세운 100% 자회사 SAIMEMORY가 도쿄대 특허 기술을 기반으로 개발하고, 인텔은 2026년 2월 기술 파트너로 계약했다(초기에 돌던 ‘인텔·소프트뱅크 합작사’ 프레임은 부정확하다 — 인텔은 주주가 아니다). 미국 에너지부 산하 국립연구소 세 곳과 인텔이 함께 하는 차세대 D램 프로그램이 기술의 뿌리다. 구조의 핵심은 HBM처럼 다이마다 수천 개 TSV를 뚫는 대신, 웨이퍼당 하나의 관통 전극과 콘택트 링으로 8~9층을 접합하는 것 — 보도 기준으로 용량 2~3배, 전력 40~50% 절감, 대역폭 밀도는 HBM4의 2배 이상을 목표로 내걸고 있다. 타임라인은 2027년(회계연도) 프로토타입, 2029~30년 실용화. 제조 파트너로는 대만 파운드리 PSMC가 거론된다.

이 그림 위에 XBM을 놓으면 위치가 읽힌다. ZAM이 ‘접합 방식’을 바꾸는 프로젝트라면, XBM 특허는 셀 구조(배선층 트랜지스터)와 인터페이스(직렬화)까지 바꾸는 더 급진적인 스케치다. 별개의 병렬 트랙이고, 어느 쪽도 제품·테이프아웃·고객이 없으며, 상용화 전망은 둘 다 2030년 전후로 같은 시간대다. 공장 없이 IP와 파트너십으로 메모리 판에 다시 앉겠다는 것 — 옵테인까지 세 번 떠난 회사의 네 번째 접근법으로는 합리적인 형태다.

그럼 기술 자체는 어디까지 왔나. 배선층 D램은 공상이 아니다. 벨기에 연구소 imec이 2020년에 IGZO 기반 셀을 처음 시연한 뒤 리텐션은 400초에서 4.5시간까지 늘었고, 키옥시아·난야가 산화물 채널 D램(OCTRAM)을, 삼성이 수직 채널 산화물 트랜지스터 연구를 학회에 올렸다. 배선층의 물리적 제약(공정 온도 400°C 이하 — 일반 실리콘 트랜지스터는 1,000°C급 열처리가 필요해 원천 탈락, 산화물 반도체만 통과)도 정리돼 있다. 그러나 성숙도는 정직하게 말해 유아기다. 실증은 단일 셀에서 8×8 어레이, 2층 적층 수준이고, 인텔 특허와 가장 가까운 구조(커패시터 유지형)의 데모는 리텐션이 15.7초에 그친다. 수율 데이터는 어떤 소스에도 존재하지 않는다. 그리고 짚어둘 사실 하나 — 이 분야에서 인텔 자신의 공개 실증 논문은 발견되지 않는다. 공개 실적이 가장 얇은 플레이어가 가장 큰 헤드라인을 가져간 셈이다.

진짜 전선은 특허 밖에 있다 — custom HBM

부검 대조표에서 살아남은 한 줄, ‘문제의식은 진짜’를 이제 펼칠 차례다. AI 추론은 연산이 아니라 메모리 대역폭에 묶여 있고(디코드 단계), HBM 용량이 늘면 더 큰 모델이 즉시 그것을 채운다 — 메모리는 언제나 다음 병목이다. 그 병목의 가격표가 인터포저다. TSMC의 첨단 패키징 CoWoS는 2026년 중반 기준으로도 수요 대비 약 20%가 부족하다는 분석이 있다. ‘인터포저를 걷어내고 도로를 직렬로 바꾸자’는 XBM의 문제 설정 자체는, 그래서 업계의 합의에 가깝다.

주목할 것은 전선 ②다. 이미 벌어지고 있기 때문이다. HBM4부터 베이스 다이가 메모리 공정이 아닌 로직 공정으로 넘어간다 — SK하이닉스는 2024년 4월 TSMC와 손잡고 이를 공식화했고, 삼성은 자체 파운드리로 대응한다. 인터페이스 쪽에서는 Marvell이 2024년 12월 컴퓨트 다이와 HBM 사이 I/O를 독자 직렬화하는 custom HBM 아키텍처를 발표하면서 인터페이스 전력 최대 70% 절감을 주장했는데, 그 보도자료에 마이크론·삼성전자·SK하이닉스 3사와의 협력이 나란히 명시됐다. 고객 로직을 베이스 다이에 심는 custom HBM4E는 2027년 상용화 로드맵에 올라 있다.

즉 XBM의 두 발상 중 ‘인터페이스를 뜯어고친다’는 절반은 특허가 아니라 계약의 세계에서 이미 진행형이다. 이 사실은 안심 재료이자 동시에 경고다. 안심인 이유 — 급진적 우회(전선 ③)가 아니라 HBM의 개조(전선 ②)가 주전장이라면, 셀을 쥔 한국 메모리의 자리는 당분간 흔들리지 않는다. 경고인 이유 — 전선 ②에서 부가가치가 이동하는 방향이 셀에서 베이스 다이·패키징·인터페이스로이기 때문이다. 그 영역은 전통적으로 메모리 회사가 아니라 로직 파운드리와 팹리스, 그리고 규격을 정하는 고객(NVIDIA)의 홈그라운드다.

그래서 전선 ②는 한 겹 더 열어봐야 한다. ‘커스텀 HBM’이라는 한 단어 안에, 메모리사의 지위가 정반대로 갈리는 세 개의 사업 모델이 섞여 있기 때문이다. 기준은 하나 — 새로 생긴 층, 즉 베이스 다이를 누가 설계하느냐다.

이 구분이 왜 사활적인가. 원래 표준(범용)과 독점(커스텀)의 경계선은 ‘프로세서와 메모리 사이’에 있었고, JEDEC 표준이 그 경계에서 메모리 3사의 과점 마진을 지켜줬다. 커스텀화는 그 경계선을 한 층 아래 — 베이스 다이와 코어 다이(셀 적층) 사이 — 로 끌어내린다. 경계 위층(베이스 다이)을 메모리사가 쥐면 커스텀은 프리미엄과 락인이 되고, 중개자나 고객이 쥐면 메모리사는 경계 아래층의 코어 다이 공급자, 즉 다시 범용 부품 업체가 된다. 메모리 쪽도 이 판을 정확히 읽고 있다 — 곽노정 SK하이닉스 사장은 커스텀 HBM을 “GPU·ASIC에 있던 기능을 메모리 쪽 베이스 다이로 가져오는 것”으로 정의한다. 방어가 아니라 로직의 영역을 흡수하겠다는 공세의 언어다. 반대쪽 극단이 ⓒ다 — NVIDIA가 3nm 자체 베이스 다이를 설계해 2027년 하반기 시험생산한다는 보도(대만발, 공식 확인 없음)가 맞다면, 지금 베이스 다이까지 쥐고 있는 하이닉스의 몫이 정확히 그만큼 줄어든다. 그리고 이 수요는 이미 크다 — 골드만삭스는 2026년 ASIC(커스텀 실리콘)향 HBM 수요가 전년 대비 82% 늘어 전체 HBM의 3분의 1에 이를 것으로 본다.

한국의 왕좌, 그리고 균열이 시작되는 곳

왕좌 자체는 수치로 확인된다. 문제는 왕좌의 지형이 바뀌는 쪽이다. 한국 양사의 공식 로드맵은 베이스 다이 커스텀(전선 ②의 앞줄)과 하이브리드 본딩(도입 시점은 당초 기대보다 밀려 HBM4E·16단 이후로 이동 중)까지 와 있다. 삼성은 여기에 더해 zHBM이라는 자체 차세대 아키텍처를 준비 중이라는 보도도 있다(HBM4 대비 대역폭·전력효율 4배 ‘주장’). 그러나 XBM이 가리킨 방향의 끝 — 광폭 병렬 인터페이스를 버리는 직렬화, 인터포저 제거 — 을 HBM에 적용하겠다는 공식 발표는 양사 어디에도 없다. 오히려 SK하이닉스는 TSMC·CoWoS 생태계와 더 깊이 결속하는 길을 택했다. 지금은 그것이 정답이다(고객이 NVIDIA고, NVIDIA의 도로가 HBM이므로). 다만 그 결속은 인터페이스 규격의 결정권이 고객과 파운드리 쪽에 있다는 뜻이기도 하다.

그렇다면 커스텀 전환 속에서 3사에 남는 해자는 뭔가. 두 겹이다. 첫째는 물리다 — 삼성전자조차 12단 HBM3E를 2024년 2월 개발 완료해 놓고 NVIDIA 품질인증을 약 18~19개월간 통과하지 못해(2025년 9월 통과) Blackwell 첫 물결을 놓쳤다. 층수에 복리로 악화되는 적층 수율, 독점 소재·공정, 범용 D램의 몇 배가 드는 웨이퍼 캐파 — 이 영역은 TSMC도 Marvell도 만들 수 없고, 메모리 거인들끼리도 18개월이 갈리는 관문이다. 둘째는 계약이다 — 마이크론은 2030년까지 약 1,000억 달러 최저 매출을 보장하는 16건의 선구매(take-or-pay) 계약과 220억 달러의 고객 선불을 확보했고, SK하이닉스는 2026년 6월 NVIDIA와 Rubin 이후 로드맵 전체를 묶는 다년 파트너십을 맺었다. 스팟 시장에서 팔던 범용 부품이, 고객 로드맵에 설계 단계부터 동기화되는 계약 산업으로 바뀌는 중이다 — 이른바 메모리의 파운드리화. 물론 공짜는 아니다. 가격 밴드가 고정되며 범용 사이클의 스팟가 업사이드를 반납하고, 고객 집중은 깊어지며, 커스텀 재고는 다른 곳에 되팔 수 없다.

역사도 참고가 된다. 부품이 커스텀화될 때 이익은 ‘커스텀 서비스를 파는 자’가 아니라 대체 불가 자산을 가진 자에게 갔다. ASIC 시대의 커스텀 칩 선두 업체들은 점유율에도 불구하고 진입 경쟁으로 마진이 무너졌고, 이익은 설계 IP를 소유한 팹리스와 대체 불가 공정을 쥔 파운드리로 양극화됐다. 애플 실리콘 전환의 교훈은 더 직접적이다 — 고객이 스스로 설계할 수 있는 계층의 공급사는 축출됐고(인텔 CPU), 고객이 복제할 수 없는 제조만 살아남았다. 이 틀을 메모리에 대면 답이 나온다. 셀·적층·캐파·퀄은 복제 불가 자산이라 남고, 베이스 다이 설계는 고객이 할 수 있는 계층이라 뺏길 수 있다.

소부장으로 내려가면 노출이 갈린다. 전환 국면에서 실체가 확인되는 곳은 하이브리드 본딩 장비의 한미반도체(전용 공장 투자와 차세대 본더 개발이 공개돼 있다), HBM 공정 레이저 장비의 이오테크닉스 정도이고, 설계 쪽에서는 TSMC 디자인하우스로 CoWoS 프로젝트를 받는 에이직랜드(인터포저 생태계 쪽), UCIe·다이 간 인터커넥트 IP를 파는 오픈엣지테크놀로지·퀄리타스반도체(직렬화 쪽)가 각각 반대편 전선에 서 있다. 반면 인터포저의 대안으로 자주 거론되는 팬아웃 패키징은, 국내 대표주자였던 네패스가 2024년 4분기 해당 사업을 중단영업으로 분류하며 철수해 상장사 지형에서 사실상 공석이다. ‘XBM 수혜주’ 같은 것은 없다 — 있는 것은 ‘인터페이스 전환 국면에 장비·IP로 걸쳐 있는 회사’와 ‘현 구조에 결박된 회사’의 구분이다.

판정을 단일 추정으로 정리한다. XBM 특허는 한국 HBM의 근시일 위협이 아니다. 수치 없는 심사 전 문서이고, 차별 요소는 기술 유아기이며, 시간축은 2030년 이후이고, 생태계(고객·소프트웨어·패키징)는 HBM에 잠겨 있다. 그러나 이 특허가 가리키는 방향 — 부가가치의 이동 — 은 이미 현실이고, 그 전환 자체에 대한 판정은 조건부 윈윈이다.복제 불가 자산(셀·적층·캐파·퀄)은 3사에 남고, 커스텀화는 마진과 락인을 더해준다 — 단, 베이스 다이 설계를 메모리사가 쥐는 모델(ⓐ)이 유지되는 한에서다. 중개자·고객이 설계를 가져가는 모델(ⓑ·ⓒ)이 커질수록 구도는 ‘왕좌에 앉은 채 지대를 뜯기는’ 쪽으로 기운다. 셀의 왕좌는 견고하되, 게임의 부가가치가 베이스 다이와 인터페이스로 옮겨 갈수록 왕좌의 지대(地代)는 협상의 대상이 된다. 2007년 조선이 가르쳐준 것이 ‘잔고는 늦게 꺾인다’였다면(퀘스쳔 11), 메모리에서 지켜볼 것은 ‘점유율은 늦게 꺾인다, 규격 결정권이 먼저 움직인다’다.

그래서 뭘 봐야 하나

이 사건 파일을 닫으며 남기는 워치리스트다. XBM이라는 이름이 아니라, 그 방향이 현실이 되는 길목들이다.

• ① 인텔의 실물 증거 — 학회(IEDM·VLSI)에 인텔 명의의 배선층 D램 실증 논문이 나오는지, 공식 로드맵에 XBM류가 등재되는지. 특허 다음 단계가 나타나기 전까지 이것은 서류상 구조물이다.
• ② ZAM의 2027년 프로토타입— 인텔·소프트뱅크 축이 실물을 보여주는 첫 시험대. 성능 수치가 ‘주장’에서 ‘측정’으로 바뀌는 순간 이 파일은 재개봉된다.
• ③ 베이스 다이 설계 주도권의 향방 — NVIDIA 자체 베이스 다이 보도(2027년 하반기 시험생산, 현재 루머 단계)가 공식화되는지, Marvell·Broadcom 모델이 실제 설계 승리(design win)를 쌓는지, 직렬 인터페이스가 JEDEC/고객 스펙에 들어가는지. 세 모델(ⓐⓑⓒ)의 비중이 여기서 정해진다.
• ④ 2026 하반기~2027의 첫 커스텀 계약들— SK하이닉스 첫 커스텀 HBM 공급(2H26 보도)의 실현, 삼성 턴키(메모리+자체 파운드리+패키징)의 첫 커스텀 수주, 마이크론 커스텀 HBM4E의 마진 실증. 커스텀이 ‘프리미엄’인지 ‘양보’인지 첫 숫자가 나오는 구간이다.
• ⑤ 하이브리드 본딩의 실제 도입 시점 — HBM4E·16단에서 누가 먼저 양산에 넣는지. 전환 장비 수혜(한미반도체 등)의 실현 시점이 여기 걸려 있다.
• ⑥ 배선층 D램의 리텐션 진전 — 수십 초(커패시터 유지형)~수 시간(커패시터리스)에 머무는 리텐션이 실용 영역으로 올라오는지. 이것이 전선 ③ 전체의 속도계다.

마지막으로 하나. 이번 일의 가장 실용적인 교훈은 메모리가 아니라 뉴스 소비에 있다 — 특허 보도에서 숫자를 보면, 그 숫자가 문서에 있는지부터 물을 것. 이번 건은 문서에 숫자가 없었다.

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