삼성·엔비디아 ‘낸드 동맹’ 확대…“V10 공급 시작”

AI 낸드 생산량 60% 엔비디아로
상반기 V10 양산 본격화해 수주
CMX 핵심 공급업체 부각 기대
차세대 제품 V11 시험생산 착수
이재용·젠슨 황 조만간 美 회동
HBM·파운드리 이어 공조 강화

삼성전자가 수직형(V) 낸드 생산량의 60% 이상을 엔비디아 등 빅테크에 공급하고 있다. 사진은 삼성전자의 9세대 V낸드(V9) 제품 모습. 삼성전자

삼성전자(005930)가 엔비디아와 D램과 고대역폭메모리(HBM), 파운드리(반도체 위탁생산) 파트너십에 이어 낸드플래시 공급에서도 동맹을 확대한다. 삼성은 압도적인 생산능력을 앞세워 주력인 9세대 V낸드(V9)의 엔비디아 공급을 늘리는 동시에 10세대(V10) 제품의 양산을 시작해 공급에 들어간 것으로 확인됐다. 500단급 11세대(V11) 제품 개발에도 속도를 높인다.

20일 업계에 따르면 삼성전자는 현재 월 10만 장 이상의 V낸드 생산능력을 구축했으며 10세대 제품인 V10을 양산해 엔비디아에 공급하고 있다.

삼성은 V낸드 생산능력의 약 60%를 V9에 배정하며 주력으로 끌어올렸는데 1년 전만 해도 V낸드 생산량의 상당 부분은 V8이 차지했다. V8 생산 비중은 40% 밑으로 떨어졌는데 엔비디아를 비롯한 글로벌 빅테크의 AI 서버용 낸드 수요가 급증하자 V9 라인 중심으로 생산을 빠르게 전환했다.

삼성전자가 V9 생산능력 확대에 속도를 높인 것은 엔비디아가 하반기 출시할 차세대 저장장치인 ‘콘텍스트 메모리 스토리지(CMX)’가 있다. 최근 데이터센터에서는 인공지능(AI) 추론 과정에서 생성되는 문맥 데이터인 ‘키밸류(KV) 캐시’가 급증하고 있다. 기존에는 그래픽처리장치(GPU) 서버에서 KV 캐시를 처리했지만, 데이터 규모가 커지면서 수천 테라바이트(TB·10의 12승 바이트)급 솔리드스테이트드라이브(SSD)를 장착한 별도 스토리지가 필수 장치로 떠오르고 있다.

엔비디아의 CMX는 576장의 SSD를 탑재하고 있어 총 9600TB의 저장용량을 제공한다. 업계에서는 CMX에 필요한 낸드 수요가 올해 3500만 TB에서 내년 1억 TB 이상으로 급증할 것으로 보고 있다. 삼성전자의 올해 낸드 생산량이 약 2억 5000만 TB에 이를 것으로 예상되는 만큼, 세계 최고 수준의 생산능력을 앞세워 엔비디아 CMX의 핵심 공급업체로 자리잡겠다는 구상이다.

삼성전자는 현재 V9 낸드 수율이 80% 이상으로 올라서 양산 안정화 단계에 진입, 중장기적으로 엔비디아에 V낸드를 지속 공급할 기반을 확보했다는 평가가 나온다. 평택 4공장(P4)에도 낸드 전용 클린룸 공간의 절반 이상이 남아 있어 향후 수요 증가에 맞춰 V9 생산 라인을 증설할 계획이다.

차세대 V낸드 제품 양산에도 속도를 높인다. 삼성전자는 올해 상반기 V10 생산을 본격 시작하며 전체 V낸드 생산량의 5% 미만 수준까지 끌어올렸다. V10은 적층 높이가 400단급으로 286단인 V9과 비교해 저장 밀도가 50% 이상 높다.

500단급 V11의 시험 생산에도 착수했다. V11은 최소 400단급에서 최대 500단급을 노리고 개발 중인 고적층 V낸드로 꼽힌다. 올해 초부터 시험 생산에 돌입했으며 하반기에는 관련 물량을 두 배 늘린다는 계획이다. 시험 생산 물량을 늘려 수율 데이터를 충분히 확보해 양산 체계를 빠르게 갖추려는 것이다.

소재 혁신도 병행하고 있다. V10 낸드를 기점으로 ‘꿈의 소재’로 불리는 몰리브덴이 업계 최초로 상용화된다. 몰리브덴은 기존 배선 소재인 텅스텐보다 배선 두께를 30~40% 더 줄일 수 있다. 삼성전자는 2년 전 출시한 V9에도 몰리브덴을 일부 적용했지만 V10에는 대폭 확대할 계획이다.

이재용 삼성전자 회장은 조만간 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)를 샌프란시스코에서 만나 협력 확대를 논의할 계획이다. 이 회장은 9개월 만에 황 CEO를 다시 만나 HBM과 차세대 낸드 제품 공급 협의는 물론 전남광주 등 국내에 건설할 데이터센터를 둘러싼 협력 방안도 논의할 것으로 전해졌다.

업계 관계자는 “엔비디아가 CMX 출하를 앞두고 삼성에 낸드 생산 확대를 요구한 상황”이라며 “삼성과 엔비디아 동맹은 메모리·파운드리 사업 전체에 걸쳐 있어 이 회장과 황 CEO간 협력 논의가 한층 깊어질 것”이라고 내다봤다.

이석진 기자 sj@sedaily.com