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삼성전자가 인공지능(AI) 반도체 부품 고대역폭메모리(HBM) 5세대 ‘HBM3E’ 12단 제품의 상반기 양산을 공식화, SK하이닉스·마이크론과의 3파전이 가열될 전망이다.

엔비디아에 사실상 독점공급해 온 SK하이닉스가 압도적 우위를 보이고 있었으나, 삼성전자의 이번 ‘회심의 카드’로 HBM 시장 판도에 격변이 예고된다.

28일 업계에 따르면 삼성전자는 24Gb(기가비트) D램 칩을 TSV(Through-Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB HBM3E 12H를 구현했다.

HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 제공한다. 성능·용량 모두 전작인 HBM3(4세대 HBM) 8H 대비 50% 이상 개선된 제품이다. 1초에 30GB 용량의 UHD 영화 40편을 업로드하거나 다운로드 할 수 있는 속도를 구현할 수 있다. 삼성은 해당 제품의 샘플을 1분기 내 고객사에 제공하고 상반기 양산에 들어갈 예정이다.

HBM3E 8단 개발은 SK하이닉스에 뒤처졌지만, 12단은의 경우 삼성전자가 치고 나간 것이다.

이번 개발에 성공한 HBM3E 12H는 AI 서비스의 고도화로 데이터 처리량이 급증하는 상황 속 AI 플랫폼을 활용하는 다양한 기업들에게 적합한 솔루션이 될 것이라는 게 삼성전자 측 설명이다.

특히 성능과 용량이 증가한 이번 제품을 사용할 경우 GPU 사용량이 줄어 기업들이 총 소유 비용(TCO, Total Cost of Ownership)을 절감할 수 있는 등 리소스 관리를 유연하게 할 수 있는 것도 큰 장점으로 꼽힌다.

예를 들면 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H를 탑재할 때 보다 평균 34% AI 학습 훈련 속도 향상이 가능하며 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능할 것으로 기대된다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장 부사장은 “AI 서비스를 제공하는 고객사의 고용량 솔루션 니즈에 부합하는 혁신 제품 개발에 힘쓰고 있다”며 “앞으로 HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나갈 것”이라고 설명했다.

그동안 4세대 제품을 엔비디아에 독점 공급해 온 SK하이닉스도 지난달 5세대 제품의 초기 양산을 착수, 가까운 시일 내 본격 양산에 돌입할 계획이라고 발표하기도 했다.

이런 가운데 D램 3위 업체 미국 마이크론은 26일(현지시간) HBM3E 8단 양산을 시작했다고 공식 밝혔다. HBM3E 양산에서 SK하이닉스와 삼성전자를 앞지른 셈이다.

현재 36GB 12단 제품을 샘플링 중이며 내달 엔비디아의 ‘GTC 2024’에서 AI메모리 포트폴리오와 로드맵을 공개할 예정으로 알려진다.

이에 일각에서는 AI 열풍에 맞춰 HBM 시장이 급성장하면서 주도권 경쟁이 치열해졌다는 해석을 내놓고 있다.

시장조사업체 트랜드포스에 의하면 전 세계 HBM 시장 점유율은 2022년 기준 SK하이닉스가 50%, 삼성전자가 40%로 양분하고 있으며, 마이크론이 10%를 차지한다.

류영호 NH투자증권 연구원은 “메모리 3사 모두 수율이 핵심이 될 HBM 경쟁이 본격화됐다고 볼 수 있을 것”이라며 “메모리 업체는 HBM 생산능력을 무한적으로 늘릴 수 없어 중장기적으로는 일반 메모리와 HBM 사이의 밸런스를 고민할 필요가 있다”고 말했다.

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