전기먹는 AI … 해결사로 뜬 '저전력 D램'

모바일 제품 주로 쓰였지만
데이터센터 등 응용처 확산
젠슨 황도 "LPDDR로 절전"
'55%점유' 삼성 이어 SK 2위
전송 속도·효율 성능 경쟁도

삼성전자와 SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM)에 이어 '저전력 반도체'를 놓고도 경쟁을 벌이고 있다. 인공지능(AI) 확산으로 글로벌 빅테크들이 데이터센터를 앞다퉈 지으면서 전력 수요가 급증하고 있기 때문이다. 고성능·고용량뿐 아니라 저전력 반도체를 찾는 기업이 늘어났다.

18일 반도체업계에 따르면 삼성전자·SK하이닉스 최전선 중 하나는 저전력 더블데이터레이트(LPDDR)다. LPDDR 응용처가 모바일 기기에서 데이터센터, 온디바이스 AI 등으로 넓어지자 시장 주도권 장악에 나선 셈이다. 국제에너지기구는 2026년 데이터센터에서 소모하는 전력이 1050TWh까지 늘어날 것이라고 전망했다. 2022년에 460TWh를 사용했던 것과 비교하면 2배 이상 늘어난다는 예상이다.

이에 글로벌 빅테크들도 LPDDR에 주목하고 있다. 최근에는 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 "LPDDR을 이용해 서버 전력 사용량을 줄이고 있다"고 말했을 정도다.

시장도 성장세에 접어들었다. 시장조사기관 옴디아는 지난해에는 LPDDR 시장 규모가 123억4000만달러(약 17조원)에 그쳤지만 2027년에는 255억달러(약 35조2000억원)까지 성장할 것으로 내다봤다.

현재 LPDDR 시장은 삼성전자와 SK하이닉스가 주도하고 있다. 2023년 기준으로 점유율에선 삼성전자(54.8%)가 SK하이닉스(23.5%)를 앞서고 있다. 지난 4월 삼성전자는 초당 10.7Gb를 전송할 수 있는 성능을 갖춘 LPDDR5X를 개발하며 속도 경쟁에서도 앞서 나갔다. 삼성전자 관계자는 "성능은 25%, 용량은 30% 향상됐으며 이전 세대보다 소비 전력을 25% 개선했다"고 설명했다.

삼성전자는 고객사 검증을 마치고 하반기에 신제품을 양산할 계획이다. LPDDR 패키지를 하나로 묶은 LPCAMM 개발에도 속도를 내고 있다. 지난해 9월 삼성전자는 업계 최초로 LPDDR5X 기반 LPCAMM2를 개발하며 시장 개척에 나섰다.

LPCAMM2는 기존 제품과 비교하면 탑재 면적을 60%까지 줄였다. 그러면서도 성능은 50%, 효율은 70% 개선한 것이 특징이다. 삼성전자는 인텔 플랫폼에서 LPCAMM2 검증을 마치고 연내에 양산하겠다는 목표를 세워뒀다.

삼성전자가 LPDDR 속도를 '업계 최고'로 끌어올렸다면, SK하이닉스는 자체적으로 업그레이드 버전을 출시했다. 지난해 11월 SK하이닉스는 8세대 제품에 앞서 자체 개발한 LPDDR5T를 내놨다. SK하이닉스 관계자는 "LPDDR6를 출시하기 전에 LPDDR5X 성능을 업그레이드한 제품"이라고 밝혔다. LPDDR5T는 LPDDR5X보다 성능을 13% 끌어올리며 초당 9.6Gb의 데이터를 전송할 수 있게 됐다. SK하이닉스는 10.7Gbps 제품도 조만간 상용화에 나설 예정이다. 아울러 LPCAMM2를 개발하며 삼성전자를 추격하고 있다. 김규현 SK하이닉스 D램 마케팅 담당은 "HBM 외에도 새로운 AI 메모리 제품인 LPCAMM2에서 신속한 시장 대응을 통해 입지를 강화하겠다"며 자신감을 밝힌 바 있다.

업계에서는 차세대 제품인 LPDDR6 개발·양산 시점에 주목하고 있다. 반도체업계 관계자는 "LPDDR6 규격이 정해지는 대로 반도체 기업들의 개발·양산에도 속도가 붙을 것으로 보인다"며 "기존 제품을 개발·양산하는 데 소요됐던 시간을 고려하면 삼성전자와 SK하이닉스도 내년에는 LPDDR6를 시장에 선보일 수 있을 전망"이라고 말했다.

[성승훈 기자]