'AI시대' HBM전쟁...내년 시장, 차세대 'HBM3E'가 주도

용량·속도 높인 고성능 HBM에 초점...내년 HBM3E 양산 전망

인공지능(AI) 반도체가 급성장하는 가운데, 내년 고대역폭메모리(HBM) 시장은 HBM3와 HBM3E가 주도할 것이라는 전망이 나왔다. 글로벌 메모리 반도체 3강인 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론은 차세대 제품인 HBM3E의 개발 및 양산을 놓고 치열한 경쟁을 벌일 것으로 보인다.

3일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면, 글로벌 메모리 제조기업들은 AI(인공지능) 반도체가 발전함에 따라 더욱 성능을 높인 HBM3E 신제품을 내년 중 선보일 계획이다.

현재 AI컴퓨팅 시장의 대표적 그래픽처리장치(GPU) 제품인 엔비디아의 A100/A800과 AMD의 MI200, 클라우드 서비스 업체(CSP)들의 자체개발 칩에는 대부분 HBM3보다 한단계 아래 성능인 HBM2E가 탑재됐다. AI반도체가 빠른 속도로 진화하면서, 향후 처리 속도가 빠르고 용량도 큰 고성능 HBM에 대한 수요가 늘어날 것이라는 관측이다. 현재 AI칩 시장을 주도하는 엔비디아와 AMD 외에도 구글, 아마존 웹서비스(AWS) 등 거대 기술기업들도 자체적으로 차세대 AI 반도체 개발에 나서고 있어 향후 HBM3, HBM3e에 대한 수요는 늘어날 전망이다.

HBM3은 처리 속도를 기준으로 2가지로 분류되는데, 5.6~6.4Gbps(초당 기기비트)의 HBM3와 이보다 속도가 한층 빠른 8Gbps의 HBM3E로 나뉜다.

현존 최고 사양인 HBM3은 엔비디아의 H100/H800, AMD의 MI300 같은 첨단 제품에 들어간다. SK하이닉스는 지난해 6월 세계 최초로 HBM3 양산에 성공했고, 삼성전자는 올해 말 경 양산에 들어갈 전망이다.

차세대 제품인 HBM3E의 경우, 트렌드포스는 SK하이닉스와 삼성전자가 내년 1분기 경 샘플을 출시할 것으로 전망했다. 마이크론은 아예 HBM3을 건너뛰고 곧바로 HBM3E 개발에 착수한 것으로 알려졌다. HBM3E는 2025년 출시 예정인 엔비디아의 차세대 제품인 GB100에 탑재될 것으로 예상되는데, 시장 선점을 노리는 글로벌 3대 메모리 기업들은 내년 초 샘플 공개 후 테스트를 거쳐 하반기 양산에 들어가는 것을 목표로 할 것으로 보인다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결, 기존 D램 대비 데이터 처리 속도를 대폭 끌어올린 고성능 제품이다. 본래 그래픽 작업용으로 만들어졌지만, 인공지능(AI) 시장이 확대되면서 대량의 데이터를 한 번에 처리할 수 있는 HBM의 활용도가 크게 높아졌다.

트렌드포스 집계 기준, 지난해 글로벌 HBM시장에서 SK하이닉스는 시장점유율 50%로 1위를 기록했다. 삼성전자(40%)와 마이크론(10%)은 각각 2위와 3위였다.

SK하이닉스는 지난달 26일 실적발표 후 컨퍼런스콜에서 "HBM 시장 초기부터 오랜 기간 경험과 기술 경쟁력을 축적해왔다"며 "이같은 강점을 바탕으로 시장 선두를 계속해서 유지할 것"이라고 밝혔다.

삼성전자는 지난 2분기 실적 컨퍼런스콜에서 "시장 선도업체로서 HBM2를 주요 고객사에 독점 공급했고, 후속으로 HBM2E 제품 사업도 원활히 진행 중"이라고 밝혔다. 이어 "HBM3 제품은 업계 최고 수준의 성능과 용량으로 고객 콜을 진행 하고 있다"며 "차세대인 HBM3P 제품은 24GB(기가바이트) 기반으로 하반기 출시 예정"이라고 공개했다.

임동욱 기자 dwlim@mt.co.kr