챗GPT 열풍···삼성·SK HBM 전쟁에 美 마이크론도 가세

내년 5세대 HBM3E로 본격 참전···업체간 기술 경쟁 '치열'

[아이뉴스24 민혜정 기자] 메모리시장을 주도하는 SK하이닉스와 삼성전자의 고대역폭메모리(HBM)의 기술 경쟁에 세계 3위인 미국 마이크론이 본격 뛰어든다. HBM은 인공지능(AI) 챗봇 챗GPT 열풍이 불면서 메모리 업계의 대세로 자리잡고 있는 반도체다.

12일 업계에 따르면 마이크론은 5세대 HBM인 'HBM3E' 시제품 출하를 마친 데 이어 내년 초 이를 양산할 예정이다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 제품이다.

HBM은 좁은 면적에 여러 D램의 데이터 연결 통로를 촘촘하게 밀집시키는 방식으로 생산된다. 4차선 도로를 짓는 대신 4개층을 가진 1차선 도로를 만드는 셈이다.

SK하이닉스가 개발한 12단 적층 HBM3 [사진=SK하이닉스 ]

메모리반도체업체들은 그동안 그래픽처리장치(GPU)가 요구하는 고대역폭 메모리를 GDDR(Graphics Double Data Rate)이란 이름으로 꾸준히 공급해 왔다. 그래픽 처리를 능가할 정도로 높은 메모리 용량이 요구되면서 HBM의 활용도는 높아진 상황이다.

현재 최신 제품은 HBM3인데 풀HD 화질 영화 163편을 불과 1초 만에 전송할 수 있는 수준(초당 819GB)이다. 차세대인 HBM3E는 속도가 더 빨라질 전망이다.

마이크론은 HBM 시장을 한국 업체들이 주도하고 있는 만큼 차세대 HBM으로 승부수를 건다는 전략이다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 상위 3개 HBM 공급업체 점유율은 SK하이닉스(50%), 삼성전자(40%), 마이크론(10%) 순으로 차지했다. 산제이 메로트라 마이크론 최고경영자(CEO)는 "HBM3E는 생성형 AI 연산을 위한 우수한 대역폭과 전력 효율, 용량을 제공한다"며 "실리콘관통전극(TSV) 등 혁신을 통해 개발했으며 차별화된 패키징이 적용됐다"고 강조했다.

SK하이닉스는 HBM 시장을 선점하고 있다. HBM 4세대 제품인 HBM3를 2021년 세계 최초로 개발했다. 지난 4월에는 세계 최초로 D램 단품 칩 12개를 수직 적층해 현존 최고 용량인 24기가바이트(GB)를 구현한 HBM3 신제품을 개발하는 데 성공했다.

특히 SK하이닉스는 챗GPT용 그래픽처리장치(GPU)를 만드는 엔비디아에 HBM을 공급하고 있다. 챗GPT로 엔비디아에 이어 SK하이닉스까지 주목받는 모양새다. 내년 상반기에는 5세대 제품인 HBM3E 양산에 돌입하고, 2026년 6세대 제품인 HBM4를 양산할 계획이다.

SK하이닉스는 내년 투자 우선 순위에 HBM을 두고 있다. HBM 물량도 2배 확대할 계획이다. 회사 관계자는 "내년 투자 우선순위에 HBM을 두고 있다"며 "물량을 2배 늘릴 것"이라고 말했다.

삼성전자는 점유율을 넓히기 위해 SK하이닉스보다 갈 길이 바쁘다. 삼성전자는 업계 최고 6.4Gbps의 성능과 초저전력을 기반으로 하는 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품 양산을 준비하고 있다.

4분기부터 HBM3와 5세대인 HBM3P를 출하하고 2025년을 목표로 6세대 HBM4도 개발할 계획이다. AMD와 엔비디아 등에 이를 공급할 예정이다. 황상준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 뉴스룸을 통해 "HBM4는 2025년을 목표로 개발 중"이라며 "해당 제품에 적용하기 위해 고온 열 특성에 최적화된 기술도 준비하고 있다"고 강조했다.

/민혜정 기자(hye555@inews24.com)