삼성전자 HBM4 제품 사진. 삼성전자 제공삼성전자가 인공지능(AI) 시대 핵심 반도체인 6세대 고대역폭메모리 HBM4를 세계 최초로 양산 출하했다고 밝혔다. 이 메모리 반도체는 AI의 두뇌에 해당하는 칩에 대용량의 데이터를 빠르게 옮겨주는 역할을 하는 신제품으로, 글로벌 AI 칩 시장의 선두주자인 엔비디아의 차세대 제품 '베라 루빈'에 탑재될 것으로 보인다.
최대 고객사에 첫 HBM4 공급을 시작하기 위한 메모리 반도체 기업들의 치열한 '샅바 싸움' 끝에 삼성전자가 승기를 잡은 모양새다. 높은 기준을 충족하는 성능과 그를 뒷받침하는 생산 능력이 조화를 이룬 결과라는 평가가 나온다.
삼성전자 "업계 최고 성능 HBM4, 세계 최초 양산 출하"
삼성전자는 "세계 최초로 업계 최고 성능의 HBM4를 양산 출하했다"고 12일 오후 밝혔다. 이례적으로 대규모 공급 소식을 공식적으로 알린 것이다. 삼성전자는 개발 착수 단계부터 업계 표준을 뛰어넘는 제품 성능을 설정했으며, 결국 이를 구현했다는 점을 강조했다.
실제로 삼성전자 HBM4에는 성능을 끌어올리기 위한 최신 초미세 공정이 적용됐다. 제품의 핵심 구성품인 D램은 최선단 1c(10나노급 6세대) 공정으로 만들어졌으며, D램을 떠받치며 전력과 신호를 제어하는 칩인 베이스다이에는 4나노 파운드리 공정이 적용됐다. 1나노는 10억분의 1미터를 의미하며, 공정이 미세해질수록 성능은 올라간다.
삼성전자 HBM4 제품 사진. 삼성전자 제공그 결과 삼성전자의 HBM4의 동작 속도는 반도체표준협의기구(JEDEC)의 표준 속도인 8Gbps(초당 8기가비트)를 약 46% 웃도는 11.7Gbps 수준이며, 최대 13Gbps까지 구현이 가능하다는 게 관계자 설명이다.
이를 기반으로 해당 HBM4 1개는 1초에 3TB(테라바이트)에 달하는 데이터 이동시킬 수 있는 성능(대역폭)을 갖췄다. 5GB(기가바이트)짜리 영화 600편을 1초에 전송할 수 있는 수준이라는 것이다. 속도와 대역폭 모두 업계 최고치다.
삼성전자 HBM4는 D램을 12단으로 쌓는 적층 기술을 통해 24~36GB의 용량을 제공하는데, 이 기업 관계자는 "고객사의 제품 일정에 맞춰 16단 적층 기술을 적용해 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획"이라고 밝혔다.
HBM은 AI 기술 고도화에 따라 더 많은 데이터를 더 빠르게, 더 효율적으로 전달하는 방식으로 진화하고 있다. 삼성전자는 이전 세대 제품 대비 에너지 효율도 약 40% 개선했다고 밝혔다.
삼성 자존심 걸린 HBM4…'메모리 초호황기' 주도권 놓고 경쟁 본격화
그간 SK하이닉스가 과반을 점해왔던 HBM 시장의 재편을 노리는 삼성전자에게 HBM4는 자존심이 걸린 제품으로 여겨진다. 과거 HBM 개발에 실기하면서 SK하이닉스에 주도권을 내줬던 삼성전자는 추격 끝에 이번 6세대 제품 세계 최초 양산 출하에 성공했다.
송재혁 삼성전자 DS(반도체) 부문 최고기술책임자(CTO) 사장도 전날 국내 반도체 박람회에서 "고객 요구에 대해 세계에서 가장 좋은 기술력으로 대응했던 삼성의 모습을 그간 잠시 못 보여줬지만, 그 모습을 다시 보여주게 되는 것"이라고 HBM4 첫 출하에 의미를 부여했다.
젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 지난해 서울 강남구 코엑스에서 열린 엔비디아 지포스 게이머 페스티벌에서 이재용 삼성전자 회장과 손잡고 있다. 류영주 기자
시장에서는 작년 3분기 기준 20%대 초반에 머물렀던 삼성전자의 HBM 시장 점유율이 큰 폭으로 오를 것으로 보는 시각도 적지 않다. 메모리 제조와 생산, 패키징까지 자체적으로 소화할 수 있는 역량도 이런 전망을 뒷받침하는 요소다. 김동원 KB증권 리서치본부장은 "삼성의 HBM4 성능이 기대치를 웃돌며 향후 시장 점유율 40%에 근접할 것으로 예상된다"고 밝혔다.
SK하이닉스와의 양강 구도 구축을 전망한 것이다. SK하이닉스는 이전 세대 제품과 동일하게 10나노급 5세대(1bnm) 공정을 적용한 D램과 TSMC의 12나노 베이스다이로 HBM4를 양산 중이다. 안정적 수율과 검증된 성능으로 기존 점유율 1위 자리를 수성하겠다는 전략이다.
SK하이닉스는 최근 실적 설명회에서 "당사의 HBM4는 기존 제품에 적용 중인 1bnm 공정 기반으로도 고객 요구 성능을 구현했다는 점에서 매우 큰 기술적 성과"라며 "SK하이닉스는 HBM4 역시 (이전 세대) HBM3나 HBM3E와 마찬가지로 압도적인 시장 점유율을 목표로 삼고 있다"고 밝혔다.
한편 이들 기업과 함께 글로벌 메모리 '3강'으로 평가받는 미국 마이크론은 최근 시장 일각에서 제기된 '엔비디아 공급망 탈락' 관측을 일축하며 자사 HBM4 경쟁력을 강조했다. 마이크론의 마크 머피 최고재무책임자(CFO)는 11일(현지시간) 미국의 한 반도체 콘퍼런스에서 "최근 일부에서 보도된 부정확한 HBM4 관련 내용과 관련해 말하겠다. 당사는 HBM4 대량 제작을 진행해왔다"며 "고객 출하를 시작했다"고 밝혔다.
앞서 반도체 분석 업체 세미애널리시스는 엔비디아가 마이크론의 HBM4를 주문할 조짐이 보이지 않는다며 베라 루빈 관련 마이크론의 HBM4 점유율 전망을 0%로 조정했다. 반면 삼성전자와 SK하이닉스의 합산 점유율은 100%에 달할 것이라는 전망이었다.