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삼성전자가 이달 양산 출하를 시작한 6세대 고대역폭메모리(HBM4)./삼성전자 제공


차세대 고대역폭메모리(HBM) 제품인 7세대 HBM(HBM4E) 시장 주도권을 둘러싼 삼성전자와 SK하이닉스의 경쟁이 본격화되고 있습니다. HBM 시장에서 구글이 엔비디아 다음으로 큰 수요를 차지할 것이란 전망이 나오는 가운데, 구글이 차세대 인공지능(AI) 칩에 6세대 HBM(HBM4)을 사용하지 않고 곧바로 HBM4E를 사용할 계획인 것으로 알려지면서 삼성전자와 SK하이닉스가 시장 선점을 위해 분주한 모습입니다.
◇ “구글, 엔비디아 다음으로 바다이야기부활 HBM 시장 큰손”
19일 업계에 따르면, 올해 HBM 시장에서 구글이 차지하는 비중은 30% 이상이 될 것으로 전해집니다. 이는 HBM 시장 수요의 절반 이상을 차지하는 엔비디아 다음으로 큰 비중입니다. 구글이 자체 AI 칩인 텐서처리장치(TPU) 시리즈를 대거 양산하기 시작하면서 HBM 주문량이 큰 폭으로 늘어난 영향입니다. 구글은 백경게임랜드 7세대 TPU ‘아이언우드’와 8세대 TPU에 5세대 HBM(HBM3E)을 탑재하고, 차세대부터는 HBM4E를 채용할 계획인 것으로 전해집니다.
채민숙 한국투자증권 연구원은 “올해 D램 3사의 HBM 총 공급량은 370억기가비트(Gb) 수준으로 구글 TPU 관련 물량이 30% 이상을 차지한다”며 “이는 엔비디아에 이어 두 번째로 큰 수요로 바다이야기#릴게임 올해는 7세대 TPU와 8세대 TPU에 집중돼 공급될 것”이라고 했습니다.
구글이 8세대 이후 TPU에 HBM4를 활용하지 않고, 곧바로 HBM4E를 채택할 계획인 것으로 알려지면서 삼성전자와 SK하이닉스는 HBM4E 개발에 고삐를 당기고 있습니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 올 상반기까지 초기 개발을 마무리 짓고, 내부 테스트를 거쳐 올 체리마스터모바일 하반기 HBM4E 샘플을 고객사에 공급하겠다는 방침입니다.
◇ 삼성전자·SK하이닉스, HBM4E 시장서 격돌
삼성전자는 엔비디아의 차세대 AI 칩 ‘루빈’에 탑재될 HBM4를 가장 먼저 양산 출하했으며, HBM4E 시장에서도 자신감을 내비치고 있는 것으로 전해집니다. 삼성전자는 HBM4에 선제적으로 10나노급 6세대(1 야마토게임하기 c) D램 공정을 적용한 만큼, 10나노급 5세대(1b) D램 공정으로 HBM4를 양산 중인 SK하이닉스와 마이크론에 앞서 시장을 선점하겠다는 전략입니다. 또, HBM의 두뇌를 담당하는 로직 다이에 적용되는 파운드리(반도체 위탁 생산) 기술과 패키징 역량을 내재화한 만큼 고객의 요구에 발 빠르게 대응해 공급에 속도를 내겠다는 방침입니다.
SK하이닉스는 차세대 HBM 시장에서도 안정에 집중해 실익을 챙기겠다는 계획입니다. HBM3E·HBM4까지는 안정화된 1b D램 공정을 활용해 수익성을 높이고, 1c D램 수율을 극대화해 HBM4E 시장에 승부를 걸겠다는 전략입니다. SK하이닉스는 지난해 상반기 1c D램 공정 양산을 개시해 기술력을 제고하고 있지만, HBM 양산의 안정성과 수익성을 고려해 공정 수율이 90%대 후반에 육박한 1b D램을 활용해 HBM4를 제조하고 있습니다.
반도체 업계 관계자는 “SK하이닉스는 엔비디아와 사전에 확약한 물량이 삼성전자에 비해 많아 제때 물량을 공급하고, 수익성을 극대화하기 위해선 안정된 공정을 택할 수밖에 없는 구조”라며 “SK하이닉스도 1c D램 수율을 최대치로 끌어올려 HBM4E부터 이를 활용할 것”이라고 했습니다.



올해 1월 미국 라스베이거스 베네시안 컨벤션센터 SK 하이닉스 부스에 HBM4 영상이 재생되고 있다./연합뉴스


◇ 당장은 SK하이닉스 우위… 장기전엔 삼성전자 비중 확대 가능성
HBM의 성능 비교도 관건입니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 현재 엔비디아에 납품하고 있는 HBM4에 서로 다른 기술을 적용하고 있습니다. 목표로 한 사양은 동일하지만 사용하는 D램 공정과 로직 다이가 다릅니다. 엔비디아가 제시한 동작 속도 11.7Gbps(초당 기가비트)에 양사 모두 동일한 규격을 맞췄지만, 최대 성능은 차이가 있습니다. 삼성전자의 경우 SK하이닉스보다 한 세대 앞선 D램을 사용했고, 로직 다이도 첨단 공정을 사용했기 때문에 최대 성능이 13Gbps에 달합니다.
물론 삼성전자가 더 높은 레벨의 공정을 사용했다고 해서 무조건적인 우위를 장담할 수는 없습니다. 양산 물량 측면에서 삼성전자의 1c D램은 이전 세대인 1b D램만큼 많은 물량을 뽑아내기가 어렵기 때문입니다. SK하이닉스는 주력 생산 공정이 1b D램이기 때문에 안정적으로 대규모 물량을 공급할 수 있다는 강점이 있습니다. 아직까지는 HBM 시장에서 틀을 잘 닦아놓은 SK하이닉스가 주력 공급사가 될 가능성이 높다는 얘기입니다.
하지만 장기전에 돌입할 경우 이야기가 달라집니다. 삼성전자가 1c D램의 수율을 안정화하고 대규모 공급이 가능해진다면 차세대 HBM 시장에서 차지하는 비중이 커질 것입니다. 게다가 두 회사의 HBM4 최대 성능이 다르기 때문에 엔비디아가 HBM4를 활용해 내놓을 하이엔드 제품에서는 삼성전자 제품이 우선적으로 탑재될 가능성이 큽니다.
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