막오른 반도체 공룡 'AI 혈투'

파운드리 1위 TSMC 포문 열어
삼성전자, 업계 최초 CXL D램
SK, 12단 적층 HBM3로 맞불

챗GPT, 구글 바드 등 생성형 인공지능(AI) 시장이 급팽창하면서 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 1위인 TSMC를 비롯해 삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체 공룡들의 AI반도체 경쟁이 수면 위로 떠오르고 있다.

14일 외신과 반도체 업계에 따르면 웨이저자 TSMC 최고경영자(CEO)는 지난 11일 개최된 TSMC 연례기술포럼에서 "미래의 스마트카, 스마트홈, 스마트시티 모두 AI와 5세대(G)통신망에 의존해야 하며 이는 반도체 업계의 새로운 비즈니스 기회"라고 밝혔다.

TSMC는 AI반도체 시장 세계 1위 그래픽처리장치(GPU) 기업 엔비디아를 핵심 고객사로 두고 있다. 엔비디아 A100, H100 칩은 TSMC의 7나노미터(1㎚=10억분의 1m)와 4나노 공정 라인에서 양산되고 있다. 현재 TSMC가 미국 애리조나에 짓고 있는 파운드리 공장이 완공되면 엔비디아 등 주요 고객사들의 주문은 더 늘어날 것으로 관측된다.

웨이 CEO는 이날 "이번 연례기술포럼의 연설문은 생성형 AI인 챗GPT로 작성되지 않았지만 다음 포럼 연설문은 아마도 챗GPT로 작성될 것 같다"며 "AI와 5G가 할 수 없는 유일한 것은 정치인을 더 지혜롭게 만드는 것일 수 있다"는 농담을 던져 주목받았다.

삼성전자와 SK하이닉스도 AI반도체 시장을 겨냥한 혁신 제품으로 다가올 '업턴'(상승 국면) 대비에 나섰다. 삼성전자는 최근 업계 최초로 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 2.0을 지원하는 128기가바이트(GB) CXL D램을 개발해 연내 양산할 계획이라고 밝혔다. CXL은 고성능 컴퓨팅 시스템에서 중앙처리장치(CPU)와 GPU, 메모리 등을 효율적으로 사용하기 위해 만들어진 인터커넥트 기술로 AI 등 고속의 데이터 처리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에서 주목하고 있다. 현재 국내 팹리스 물량을 수주하고 있는 파운드리사업부도 글로벌 기업들이 AI반도체에 앞다퉈 진출하며 엔비디아가 원활한 칩 공급을 위해 삼성전자에 일부 물량을 맡길 가능성도 거론되면서 기대감이 높아지고 있다.

SK하이닉스도 세계 첫 12단 적층 HBM3 24GB 반도체를 개발하고 AMD에 샘플을 제공하는 등 AI반도체 시장 공략에 적극적이다. HBM은 여러개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 대폭 끌어올린 고성능 제품으로 AI 모델이 빠르게 성장하며 각광 받고 있다. 지난해 세계 HBM 시장 점유율은 SK하이닉스가 50%, 삼성전자가 40%, 마이크론이 10% 순이었다.