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삼성·SK하이닉스, 챗GPT용 메모리 시장 선점 경쟁…차세대 HBM 개발 ‘속도전’
삼성전자, 연내 ‘HBM3P’ 개발해 시제품 고객사에 전달
”SK하이닉스에 뺏긴 시장 주도권 되찾는다”
SK하이닉스도 HBM3E 연내 개발 후 내년 본격 양산
황민규 기자
입력 2023.06.23 15:53
SK하이닉스가 지난해부터 양산하고 있는 HBM3./SK하이닉스 제공
SK하이닉스가 지난해부터 양산하고 있는 HBM3./SK하이닉스 제공
삼성전자와 SK하이닉스가 챗GPT 열풍과 함께 수요가 급증하는 고대역폭메모리(HBM) 차세대 제품 시장 선점을 위해 물밑 경쟁을 벌이고 있다. 초기 시장의 경우 HBM3(4세대)를 먼저 양산한 SK하이닉스가 세계 최대 그래픽처리장치(GPU) 기업인 엔비디아를 고객사로 확보했지만, 삼성전자도 오는 9월 HBM3를 양산하고 더 높은 성능의 5세대 HBM인 ‘HBM3P’ ‘HBM4′ 시제품을 만들어 고객사에 공급할 계획이다.
23일 업계에 따르면 삼성전자는 현재 SK하이닉스가 생산하고 있는 HBM3보다 한 단계 성능을 높인 HBM3P와 HBM4 제품 개발을 순조롭게 진행 중이며, 이르면 연내 엔비디아, AMD 등 주요 고객사에 시제품을 출하할 계획이다. 앞서 HBM2(2세대) 제품을 세계 최초로 양산한 바 있는 삼성전자는 HBM3P 제품을 시작으로 SK하이닉스에 뺏긴 시장 주도권을 되찾고 챗GPT용 메모리 시장에서 본격적으로 운신의 폭을 넓힌다는 계획이다.
HBM은 3차원 실리콘관통전극(TSV) 기술을 사용해 D램을 수직으로 여러 개 쌓아 연결한 제품이다. 기존 D램보다 고용량, 고대역폭을 구현할 수 있어서 고대역폭 메모리라고도 불린다. 가격대도 높은 편이다. 현재 HBM은 시장 가격 기준으로 같은 용량의 DDR5 D램보다 4~5배 높은 가격에 거래되고 있다.
챗GPT와 같은 거대 인공지능(AI) 모델의 등장은 HBM을 사실상 필수재로 자리매김하게 만들었다. AI 학습과 추론을 위해서는 빠른 속도로 많은 양의 데이터를 학습해야 하는데, 이 과정에서 D램보다 7~10배 더 빠르게 데이터 전송이 가능한 HBM이 중요한 역할을 한다. 거대 AI 모델 구축에 필요한 엔비디아의 A100, H100 같은 AI 가속기도 HBM을 기본으로 탑재한다.
지난 2013년 HBM 1세대 제품을 세계 최초로 개발해 시장에 안착시킨 SK하이닉스는 올해 4월 세계 최초로 D램 12개를 수직 적층해 최고 용량인 24GB(기가바이트)를 구현한 HBM3 개발했다. SK하이닉스는 HBM3 출하를 늘리기 위한 후공정 설비 투자 준비에도 착수한 것으로 알려졌다. HBM3의 다음 세대 제품인 HBM3E 제품도 내년 중에 개발을 완료해 내년에 양산한다는 방침이다.
삼성전자가 세계 최초로 개발한 PIM(프로세싱인메모리) 반도체 'HBM-PIM'. /삼성전자
삼성전자가 세계 최초로 개발한 PIM(프로세싱인메모리) 반도체 'HBM-PIM'. /삼성전자
삼성전자도 반격을 준비하고 있다. 삼성전자는 지난 4월 열린 1분기 실적 콘퍼런스콜에서 “업계 최고 성능과 초전력의 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품 샘플을 출하하고 있으며, 양산 준비를 이미 완료했다”고 밝혔다. “HBM3뿐만 아니라 더 높은 성능과 용량의 차세대 HBM3P 제품도 업계 최고 성능으로 준비 중”이라고 덧붙였다.
삼성전자가 준비하고 있는 HBM3P와 HBM4의 경우 구체적인 성능은 아직 알려지지 않았지만, HBM 시장에서 한발 앞선 SK하이닉스의 HBM3 제품보다 메모리 용량과 대역폭을 더 끌어올린 제품으로 추정된다. 업계에서는 HBM3P의 데이터 전송률이 최대 두 배 수준으로 늘어날 것이라는 관측이 나온다.
삼성전자는 최근 새로운 상표권 출원을 통해 HBM 신제품 출시를 암시했다. 삼성전자는 스노우볼트(Snowbolt), 플레임볼트(Flamebolt), 샤인볼트(Shinebolt) 등 3개의 상표권을 출원했는데 이 중 스노우볼트에 대한 상표권이 지난 13일 출원 공고됐다. 반도체 전문가들은 이들 3개의 상표권이 HBM 제품군의 브랜드가 될 것으로 보고 있다.
황민규 기자
