HBM 반격 채비 마친 삼성전자… 점유율 싸움도 자신

12일 HBM4 고객사 양산 출하 시작
11.7Gbps 데이터 처리 성능 안정적 확보
코어 다이 저전력 설계·전력 분배 최적화
하반기 HBM4E·2027년 커스텀 HBM 샘플 출하

삼성전자 HBM4 제품 이미지./삼성전자

삼성전자가 SK하이닉스에 밀렸던 차세대 HBM4 시장에서 '최초'와 함께 '최고' 타이틀을 동시에 선언하고 나섰다. 빠르기만 할 뿐 아니라 성능과 수율 안정성에서 모두 자신 있다고 강조한 건 향후 점유율 싸움에서도 왕좌를 거머쥐겠다는 의지로 읽힌다. 하반기를 기점으로 후속작인 HBM4E와 맞춤형 HBM 샘플까지 출하할 계획이다.

12일 삼성전자가 HBM4 양산 출하를 가장 먼저 해내며 '최초' 타이틀을 얻어낸 데 대해, 업계에선 최대 경쟁사인 SK하이닉스보다 한 발 빠르게 주도권 선점에 나서면서 'HBM 강자' 위상을 회복하겠단 뜻을 분명히 한 것으로 해석하고 있다.

당초 회사 안팎에선 이르면 다음주 중 출하가 이뤄질 것으로 내다봤지만, 고객사와 협의를 통해 일정을 앞당긴 것으로 알려진다. 삼성전자는 지난달 실적발표 컨퍼런스콜에서 "주요 고객사 요청에 따라 HBM4 출하가 2월로 예정됐다"고 밝힌 바 있다.

삼성전자는 HBM4 개발 착수 단계부터 국제반도체 표준협의기구(JEDEC) 기준을 상회하는 성능 목표를 설정했다. 이번 HBM4는 JEDEC 업계 표준인 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 확보했다. 이는 전작(HBM3E)의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치로, 최대 13Gbps까지 구현 가능하다. 단일 스택 기준 총 메모리 대역폭은 전작 대비 약 2.7배 향상된 최대 3.3TB/s다. 12단 적층 기술을 통해 24GB~36GB의 용량을 제공하며, 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획이다. 대량의 전력 소모와 열 관리 문제를 해결하기 위해 코어 다이에 저전력 설계 기술을 적용한 것도 특징이다. 전 세대와 비교해 에너지 효율이 약 40% 높아졌고, 열 저항 특성과 방열 특성도 10%, 30%씩 개선됐다.

그간 삼성전자는 HBM 사업에서 SK하이닉스에 다소 뒤처졌단 평가를 받아왔다. 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 지난해 3분기 전세계 HBM 시장에서 삼성전자 점유율은 22%로, SK하이닉스(57%)와 상당한 격차를 나타냈다. 다만 지난해 핵심 고객사인 엔비디아의 HBM4 품질 테스트를 일찌감치 통과한 데 이어, 구매 주문(PO)까지 받는 등 반격 조짐을 나타내왔다. 카운터포인트리서치는 올해 HBM4 시장에서 삼성전자가 30%에 가까운 점유율을 차지할 것으로 내다봤다. 삼성전자는 하반기 동작 속도와 전력 효율 등을 한층 끌어올린 HBM4E 샘플을 출하하며 주도권을 다잡을 계획이다. 맞춤 설계가 특징인 커스텀 HBM 역시 내년 샘플 출하를 목표로 세웠다.

업계에선 삼성전자의 HBM4 출하 공식화에 따라 SK하이닉스, 마이크론을 포함한 '메모리 3강'의 HBM4 경쟁 포문이 열렸단 평가가 나온다. 마이크론 역시 이날 투자 콘퍼런스를 통해 HBM4 출하를 알렸고, SK하이닉스도 이르면 이달 말 또는 다음달 중 출하를 시작할 전망이다. 핵심 승부처는 엔비디아 공급망이다. 현재 삼성전자와 SK하이닉스의 경우 엔비디아 HBM4 공급망에 진입한 상태다. 앞서 반도체 분석업체 세미애널리시스는 엔비디아 차세대 AI 칩 '베라 루빈'에 탑재될 HBM4를 삼성전자와 SK하이닉스가 각각 30%, 70%씩 공급할 것으로 전망했다. 삼성전자는 "자체 파운드리 공정과 HBM 설계 간의 긴밀한 '설계 기술 공동 최적화' 협업을 통해 최고 수준의 HBM을 지속적으로 개발해 나갈 계획"이라고 밝혔다.