AI 중심으로 퀀텀점프…삼성전자, 세계 최초 HBM4 양산 출하

당초 예정보다 일주일가량 앞당겨
올 하반기에는 HBM4E 샘플 공급
11.7Gbps 속도…표준보다 46%↑
"HBM 매출 3배·점유율 2배 전망"

삼성전자 6세대 고대역폭메모리(HBM4). 삼성전자 제공

삼성전자가 세계 최고 성능의 6세대 고대역폭메모리(HBM4·사진)의 양산 출하를 시작했다고 밝혔다. 실제로 트럭에 실려 나가는 모습까지 보여주면서 'HBM 1위' 탈환 목표가 허언이 아님을 보여줬다.

회사는 하반기에 7세대 HBM인 HBM4E의 샘플도 공급하는 등 세계 최고 성능을 앞세워 인공지능(AI) 반도체 주도권을 되찾는다는 전략이다.

시장에서도 삼성전자의 HBM4 기술력을 높게 평가하면서 시장 점유율도 크게 뛸 것으로 보고 있다.

삼성전자는 세계 최초로 업계 최고 성능의 HBM4를 양산 출하하며, 본격적인 HBM4 시장 선점에 나섰다고 12일 밝혔다. 삼성전자는 최선단 공정 1c D램(10나노급 6세대)을 선제적으로 도입해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 업계 최고 수준의 성능을 확보했다고 설명했다.

삼성전자 6세대 고대역폭메모리(HBM4). 삼성전자 제공

삼성전자 HBM4는 세계 최고 수준의 성능을 앞세워 고객사인 엔비디아의 퀄(품질 테스트)을 일찌감치 통과한 것으로 전해졌다.

황상준 삼성전자 메모리개발담당 부사장은 "기존 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램과 파운드리 4나노와 같은 최선단 공정을 적용했다"며 "공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 성능 확장을 위한 여력을 충분히 확보, 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다"고 말했다.

삼성전자는 이번 설 연휴 직후 HBM4의 양산 출하를 시작할 예정이었지만, 고객사와 협의를 거쳐 일정을 1주일가량 앞당긴 것으로 알려졌다.

삼성전자는 JEDEC 업계 표준인 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 확보했다. 이는 전작 HBM3E의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치로, 최대 13Gbps까지 구현 가능하다.

AI 모델 규모가 커질수록 심화되는 데이터 병목을 효과적으로 해소할 것으로 회사는 기대했다.

삼성전자의 HBM4는 단일 스택 기준 총 메모리 대역폭을 전작 HBM3E 대비 약 2.7배 향상된 최대 3.3TB/s 수준으로 끌어올려, 고객사 요구 수준인 3.0TB/s를 상회하는 성능을 확보했다.

삼성전자의 HBM4는 12단 적층 기술을 통해 24~36GB의 용량을 제공, 고객사의 제품 일정에 맞춰 16단 적층 기술을 적용해 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획이다.

시장조사업체 트렌드포스는 삼성전자에 대해 "HBM4에 1c ㎚(나노미터) 공정을 도입하고 자체 파운드리 기술을 활용해 경쟁사보다 앞서나가고 있다"며 "삼성은 가장 먼저 자격을 획득해 고성능 루빈 제품 공급에서 우위를 점할 가능성이 높다"고 평가한 바 있다.

업계에서는 HBM이 고도화됨에 따라 베이스 다이의 역할이 더욱 중요해질 것으로 보고 있다. 삼성전자는 자체 보유 파운드리 공정과 HBM 설계 간의 긴밀한 설계기술 최적화(DTCO) 협업으로 품질과 수율을 동시에 확보한 최고 수준의 HBM을 지속적으로 개발해 나갈 계획이다.

이와 함께 글로벌 주요 그래픽카드(GPU), 자체 칩을 설계·개발하는 차세대 주문형 반도체(ASIC) 기반 하이퍼스케일러 고객사들로부터 HBM 공급 협력 요청을 지속적으로 받고 있으며, 이들과의 기술 협력을 확대해 나갈 방침이다.

삼성전자가 12일 세계 최초로 6세대 고대역폭메모리(HBM4)를 양산 출하했다. 삼성전자 제공

삼성전자는 올해 HBM 매출이 작년 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고, HBM4 생산 능력을 선제적으로 확대하고 있다. 2028년부터 본격 가동될 평택사업장 2단지 5라인은 HBM 생산의 핵심 거점으로 활용될 예정이며, AI·데이터센터 중심의 중·장기 수요 확대 국면에서도 안정적인 공급 대응 역량을 지속적으로 확보해 나갈 예정이다.

삼성전자는 HBM4에 이어 HBM4E도 준비 중으로 올 하반기에 샘플 출하를 할 계획이다. 또 커스텀 HBM도 내년부터 고객사별 요구에 맞춰 순차 샘플링을 시작할 예정이다.

김동원 KB증권 연구원은 작년 말 보고서에서 "2026년 상반기 엔비디아 HBM4 공급망 진입 가능성이 크다"며 삼성전자 HBM 점유율이 지난해 16%에서 올해는 35%로 2배 확대될 것으로 내다봤다.

삼성전자 관계자는 "HBM4 양산 과정에서 확보한 1c 공정 기반의 품질과 공급 안정성은 HBM4E, 커스텀 HBM 등 고부가 제품으로의 전환 과정에서도 중요한 경쟁 요소가 될 것"이라고 밝혔다.

장우진 기자 jwj17@dt.co.kr