삼성, 현존 최대용량 D램 개발… 美엔비디아에 고성능칩 공급

32Gb D램, 데이터센터 등에 적합
64Kb 개발 40년만에 용량 50만배로
씨티증권 “HBM3 주요 공급사 될것”
SK하이닉스와 시장 본격 공략

삼성전자가 반도체 업계 최초로 12nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m)급 32Gb(기가비트) DDR5 D램을 개발했다고 1일 밝혔다. 32Gb는 D램 단일칩 기준 역대 최대 용량이다. 인공지능(AI), 자율주행 등 첨단기술 확산으로 가파르게 확대되고 있는 고성능·고효율 메모리칩 시장에서 삼성이 한발 앞서 나가게 됐다는 평가다.

삼성전자는 이번 32Gb DDR5 D램 개발로 메모리 세계 1위 기업으로서의 초격차를 다시금 확인시켰다. 삼성전자는 1983년 64Kb(킬로비트) D램을 국내 최초로 개발했다. 이후 40년 만에 D램 용량을 50만 배로 늘린 셈이다.

삼성전자는 32Gb D램을 연내 양산한다는 목표다. D램 2, 3위 경쟁업체인 SK하이닉스와 미국 마이크론은 현재 16Gb 또는 24Gb 수준의 DDR5 D램을 생산하고 있다. 이들은 32Gb 제품의 양산 시점을 내년 중으로 잡고 있다.

업계 관계자는 “인텔의 중앙처리장치(CPU) 등 내년부터 32Gb D램을 기반으로 한 제품들이 본격 출시될 예정이어서 메모리 업체들도 발 빠르게 고성능 칩을 준비하고 있다”고 설명했다.

DDR5 D램이 32Gb 수준으로 올라서면서 메모리 모듈 효율성은 획기적으로 발전하게 됐다는 분석이 나온다. 하이엔드(초고성능) 서버에 적합한 고용량 128GB(기가바이트·1B는 8b) 모듈을 만들려면 기존 16Gb D램은 64개가 필요했다. 하지만 32Gb D램은 32개만 넣으면 된다. 필요한 반도체 수가 절반으로 줄어들면 모듈 형태로 패키징하는 생산 속도나 규모의 경쟁력이 한층 높아진다. 삼성은 “동일 128GB 모듈 기준 32Gb D램은 16Gb D램보다 소비전력도 약 10% 개선된다”며 “데이터센터 등 전력 효율을 중시하는 정보기술(IT) 기업들에 최적의 솔루션이 될 것”이라고 강조했다.

반도체 경기 하락으로 어려움을 겪고 있는 삼성으로서는 이번 32Gb 제품 개발에 따른 생산 효율성 개선도 기대하고 있다. 32Gb D램으로 128GB 모듈을 만들 때는 TSV(실리콘 관통 전극)라는 첨단 공정을 사용하지 않아도 된다. TSV는 차세대 D램으로 부상하는 고대역폭 메모리(HBM)에도 필수인 공정이다. 즉, DDR5 D램 생산에 투입됐던 설비를 수요가 크게 늘고 있는 HBM으로 돌릴 수 있을 것으로 보인다. 삼성 관계자는 “그동안 한정된 TSV 설비를 고용량 D램 모듈과 HBM이 나눠 썼는데 앞으로 HBM에 더 많은 자원을 할애할 수 있게 됐다”고 말했다. 삼성전자는 2분기(4∼6월) 실적 발표 후 콘퍼런스콜에서 앞으로 HBM 수요는 5년 동안 연평균 30%씩 성장할 것이라고 관측했다.

삼성전자는 SK하이닉스와 경쟁 중인 HBM 4세대(HBM3) 시장을 4분기(10∼12월)부터 본격 공략할 계획이다. 씨티증권은 지난달 31일 보고서에서 “삼성전자가 엔비디아를 포함한 핵심 고객사에 HBM3 공급을 시작할 것으로 예상된다”며 “삼성전자는 내년 중 HBM3 주요 공급사 중 하나로 자리 잡을 것”이라고 밝혔다. 삼성전자는 2분기 중 HBM3 샘플을 고객사에 보내 품질 테스트를 진행하고 9월 말까지 검증 절차를 끝낼 예정인 것으로 전해졌다.

박현익 기자 beepark@donga.com