치열해지는 HBM 경쟁···역전 노리는 삼성, 격차 벌리려는 SK

HBM4 게임체인저될지 주목

삼성, 턴키 솔루션 강조 나서

SK하이닉스, 동맹 체계 공고

삼성전자와 SK하이닉스가 HBM을 두고 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 그래픽=이찬희 기자

삼성전자와 SK하이닉스의 고대역폭메모리(HBM) 시장을 둔 경쟁이 더욱 격화되고 있다. 특히 HBM 6세대인 HBM4가 게임체인저 역할을 할 것으로 전망돼 삼성전자가 역전승을 누리게 될지, SK하이닉스가 격차를 더 벌려 다시 한번 승자의 위치를 확인하게 될지 주목된다.

궁극적으로 HBM 시장을 장악하겠다는 양사의 목표는 같지만 목표에 도달하기 위한 전략은 사뭇 다르다. 삼성전자는 자사의 강점인 턴키(일괄 생산) 솔루션을, SK하이닉스는 강력한 파트너십을 강조하고 나섰다.

5일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스 사장단은 지난 4일 대만에서 열린 '세미콘 타이완 2024'에서 기조연설자로 나란히 자리에 함께 했다. 이들은 이 자리에서 AI 메모리 기술과 관련한 자사의 솔루션들을 제시했다.

그 가운데 양사 모두 HBM에 대한 언급도 이어졌다. HBM은 AI 반도체 핵심으로 자리매김하면서 해당 시장 선점을 위한 경쟁이 지속되고 있는 상황이다. 현재까지는 SK하이닉스가 앞서 있다. SK하이닉스는 HBM 큰 손인 엔비디아의 물량 대부분을 소화하고 있을 정도다. SK하이닉스는 엔비디아에 HBM3E(HBM 5세대) 8단 납품도 가장 먼저 시작했던 바 있다.

삼성전자도 이를 바짝 쫓고 있다. 최근 트렌드포스는 삼성전자의 HBM3E 8단 제품이 엔비디아 퀄(품질) 테스트를 통과, 공급을 시작했다고 주장했다. 삼성전자는 이에 "확인 불가"하다는 입장을 보였지만 업계에서는 늦어도 연내 통과를 점치고 있다.

그간 SK하이닉스가 우위를 점해왔지만 다음 세대인 HBM4에서는 판도가 달라질지 주목되고 있다. HBM은 베이스 다이(Base Die) 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(Core Die)를 쌓아 올려 수직 연결해 만들어진다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 수행한다.

5세대인 HBM3E까지는 베이스 다이를 삼성전자, SK하이닉스 등 메모리 반도체 기업들이 만들었지만 HBM4부터는 파운드리가 만들게 된다. 이를 통해 성능 개선을 이룰 수 있기 때문이다. HBM4가 게임체인저가 될 수 있다고 얘기하는 것도 이같은 이유에서다.

이에 삼성전자가 강조하고 나선 것도 자사의 강점인 턴키 솔루션이다. 삼성전자는 전 세계에서 유일하게 파운드리, 메모리, 패키지 역량을 모두 갖춘 종합 반도체 기업이다.

이정배 삼성전자 메모리사업부장 사장은 "기존 메모리 공정만으로는 HBM의 성능을 높이는 데 한계가 있다"며 "이를 해결하기 위해서는 로직 기술이 결합되어야 하며, 삼성전자는 파운드리와 시스템 LSI를 자체적으로 보유하고 있어 이 분야에서 가장 강력한 위치에 있다"고 강조했다.

즉, 삼성전자가 HBM에 대한 고객 요구 사항에 맞춰 메모리부터 파운드리, 패키징까지 턴키 방식으로 아울러 제공하겠다는 구상이다.

SK하이닉스는 막강한 협력 체계 구축으로 응수했다. SK하이닉스는 이미 지난 4월 파운드리 최강자 TSMC와 손을 잡았다. 이에 HBM4부터는 베이직 다이를 TSMC가 맡게 된다. 사실상 HBM 시장에서 엔비디아-TSMC-SK하이닉스가 3자 구도를 형성해왔는데 이같은 삼각 동맹을 더욱 공고히 한 셈이다.

김주선 SK하이닉스 AI인프라 담당 사장은 "SK하이닉스는 HBM4를 고객 요구에 맞춰 적기에 공급할 수 있도록 순조롭게 개발 중"이라며 "베이스 다이에 로직 기술을 처음으로 적용하는 HBM4는 TSMC와 협업을 통해 생산할 예정이며 최고의 성능을 발휘하게 될 것"이라고 자신감을 드러냈다.