전 세계 메모리반도체 1·2위인 삼성전자와 SK하이닉스가 차세대 인공지능(AI) 가속기의 성능을 좌우할 6세대 고대역폭메모리(HBM4)를 다음 달부터 양산하면서 HBM 시장의 판도가 요동칠 것으로 전망된다. 삼성전자는 2023년 HBM3를 앞세운 SK하이닉스에 HBM 시장 1위를 내줬지만 업계 최고 성능의 HBM4를 앞세워 선두 탈환에 나설 방침이다. 두 회사가 D램을 기반으로 만드는 HBM 공급 확대에 본격 나서고 있어 올해 내내 범용 D램 가격이 치솟을 것으로 보인다.

27일 반도체 업계에 따르면 삼성전자는 평택캠퍼스에서, SK하이닉스는 이천캠퍼스에서 각각 HBM4 양산을 다음 달부터 시작할 예정이다. 두 회사는 HBM4를 엔비디아에 당장이라도 공급할 수 있게 생산 준비를 마친 상태다.



업계는 삼성전자와 SK하이닉스 중 어느 회사가 먼저 양산 돌입을 선언할지에 촉각을 곤두세우고 있다. HBM4 양산 개시는 곧 최대 고객사인 엔비디아가 제품 테스트를 마치고 대량 공급 주문을 냈음을 의미한다. 업계의 한 관계자는 “삼성전자와 SK하이닉스 모두 대량의 샘플을 엔비디아에 보냈고 최종 공급 개시만 남은 상황”이라며 “양산을 하루라도 일찍 시작하는 곳이 우선 공급자가 되는 것”이라고 설명했다.

엔비디아가 삼성전자와 SK하이닉스에 시차 없이 납품을 주문하면 사실상 동시에 양 사가 생산에 돌입하게 돼 HBM4를 둘러싼 경쟁은 업계 예상보다 더욱 달아오를 것으로 전망된다.

엔비디아는 지난해부터 HBM시장에서 우월적인 공급자 지위를 구축한 SK하이닉스와 가격 협상에서 난항을 겪어왔다. 이 때문에 삼성전자가 주요 공급사로 합류해 가격 협상에서 유리한 고지를 점할 수 있기를 바란다는 관측이 무성했다. 실제로 삼성전자는 지난해 하반기 HBM3E 공급을 개시해 HBM 시장에서 SK하이닉스의 독주 체제를 흔들었다.

시장에서는 삼성전자가 HBM4를 앞세워 SK하이닉스가 썼던 역전 드라마를 3년 만에 다시 쓸 것이라는 전망도 나온다.

SK하이닉스는 2019년 세계 최초로 3세대 HBM(HBM2E)을 개발했지만 HBM2부터 엔비디아에 우선 공급자 역할을 했던 삼성전자에 밀려 납품이 지연됐다. 하지만 SK하이닉스는 2023년 HBM3에서 엔비디아의 우선 공급자 지위를 확보해 업계 1위로 올라섰다.

삼성전자는 설계 오류와 발열 문제를 겪으며 HBM3와 HBM3E 공급이 늦어지는 어려움을 겪었지만 HBM4는 상황이 다르다고 자신한다.

삼성전자의 HBM4는 적층 하단부에서 연산하며 그래픽처리장치(GPU)와 HBM 연결을 돕는 로직 다이를 4나노(㎚·1nm는 10억분의 1m)로 설계하고 핵심 구성품인 D램은 최신 기술인 6세대(1c·11나노급)를 적용했다.

SK하이닉스의 HBM4는 12나노 로직 다이, 5세대(1b·12나노급) D램을 사용하고 있다. 반도체는 공정이 미세할수록 집적도가 높아진다. 이에 따라 삼성전자 HBM4의 동작 속도는 초당 11.7기가비트(Gb)로 업계 최고 수준이다.

반면 SK하이닉스는 검증된 성능과 안정적인 수율로 엔비디아의 최대 공급자 지위가 흔들리지 않을 것이라고 내다본다. SK하이닉스에 정통한 관계자는 “루빈 GPU는 개발 때부터 SK하이닉스의 HBM4를 염두에 뒀다” 면서 “HBM4 시장에서도 SK하이닉스가 50% 이상 점유율을 차지할 것”이라고 설명했다.

HBM 시장에서 역전과 수성을 노리는 메모리칩 1·2위 업체가 생산 물량 확대에 나서면서 D램 쇼티지(공급 부족) 현상은 지속되고 가격은 더욱 상승할 것으로 예상된다. 노무라증권에 따르면 삼성전자는 올해 D램 웨이퍼 생산량이 월간 기준 약 75만 장으로 지난해(70만 장)에 비해 7%, SK하이닉스는 59만 장으로 8% 증가에 그친다.

두 회사 모두 생산된 D램을 이용해 엔비디아와 AMD·구글 등에서 주문이 쇄도하는 HBM을 만들어야 한다. 시장조사 업체 트렌드포스는 올 1분기에만 범용 D램 가격이 전 분기 대비 55~60% 상승할 것으로 전망했다.

반도체 업계의 한 관계자는 “2027년까지 생산량을 대폭 늘리기 어려운 상황이라 공급자 우위 시장이 지속될 것”이라고 말했다.



구경우 기자 bluesquare@sedaily.com

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