삼성 'HBM3E 8단' 성능테스트 통과 소문에 '들썩'…"단 수 의미는"

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7일 로이터는 삼성전자의 고대역폭메모리(HBM) 제품인 5세대 8단 HBM3E가 최대 수요기업 중 하나인 미국 엔비디아의 퀄테스트(품질 테스트)를 통과했다고 보도했지만 보도 직후 삼성전자 측은 아직 '테스트 진행 중'으로 확인이 어렵다는 입장을 내놨다. 뚜렷한 근거 없는 소문으로 관련 업계와 투자자들이 혼란을 겪었다는 분석이다.

HBM이 주목받는 이유는 인공지능(AI) 분야와의 연관성 때문이다. 고성능 AI를 설계하더라도 이를 감당할 하드웨어 기술이 필요하다. AI 기술 구현에서 두뇌 역할을 하는 하드웨어는 그래픽처리장치(GPU)다. GPU는 기존 컴퓨터의 처리장치인 중앙처리장치(CPU)보다 AI에 적합한 것으로 평가된다.

GPU가 연산하는 데 병목현상이 생기지 않도록 연산 데이터를 전달·저장하는 메모리반도체의 역할도 중요하다. 기존 메모리반도체인 디램(DRAM)을 위로 층층이 쌓아올려 만든 HBM이 주목받은 이유다. AI 기술이 주목받기 전에는 HBM에 대한 뚜렷한 수요가 없었지만 속도가 기존 메모리보다 월등하게 빠르고 기판 위 면적도 적게 차지하는 장점이 부각됐다.

삼성전자의 경쟁사인 SK하이닉스는 2013년 업계 최초로 HBM을 개발하고 올해 3월 8단 HBM3E 제품을 업계 최초로 양산하는 데 성공하며 엔비디아의 메인 공급사 자리를 차지했다. 엔비디아는 세계 AI 반도체에서 시장 점유율 90%를 차지하는 기업으로 알려졌다. 삼성전자가 서둘러 HBM 기술 수준과 입지를 따라잡으려는 모양새다.

HBM의 층수가 높아질수록 성능은 좋아진다. 삼성전자와 SK하이닉스 모두 8단 다음 단계인 12단 HBM 양산을 놓고 경쟁이 치열해지는 이유다. 하지만 층수가 높아지면 설계와 제조는 더욱 어려워진다. 단순히 층을 쌓는 것 자체는 쉽지만 각 층을 접착해 패키징하는 기술과 각 D램 층 사이를 잇는 실리콘 관통 전극(TSV)기술 등 고도화가 필요해지기 때문이다. 기술 구현과 더불어 수율 확보도 관건이다.

HBM 경쟁은 앞으로 16단, 20단으로 계속 이어질 전망이다. SK하이닉스는 지난 2월 국제고체회로학회(ISSCC)에서 16단 HBM 기술을 공개하기도 했다. 아예 GPU 위에 HBM을 붙여 효율을 더 높인 HBM4도 차세대 개념으로 등장해 개발 중이다.

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]