[반도체 인사이드] HBM4로 입증된 삼성 '토탈 솔루션' 경쟁력

삼성전자의 HBM3E와 HBM4 제품 /사진 제공=삼성전자

삼성전자가 차세대 고대역폭메모리(HBM4) 경쟁에서 속도와 안정성, 공급일정까지 모두 충족시키며 다시 한번 메모리 최강자의 본원 경쟁력을 입증했다. 이에 엔비디아를 비롯한 핵심 고객들의 요구 수준을 웃도는 성능을 가장 먼저 확보하고, 품질인증(퀄테스트)과 공급 확정까지 선점하면서 HBM 시장의 주도권을 되찾을 전환점을 만들었다는 분석이 나온다.

삼성은 업계 유일의 종합반도체회사(IDM)로서 설계부터 양산까지 원스톱으로 가능한 '토털솔루션'을 제공할 수 있다. 이런 경쟁력이 HBM4 시대에 본격적으로 위력을 발휘하기 시작했다.

삼성전자는 29일 오전 지난해 4분기 실적발표에 이은 '컨퍼런스콜'에서 핵심 고객사의 HBM4 퀄테스트를 완료하고 다음 달 중 본격 공급을 위한 양산에 들어간다고 공식화했다.

삼성전자는 이날 "HBM4 제품이 이미 정상적으로 양산라인에 투입돼 생산되고 있고 주요 고객의 요청에 따라 다음 달부터 최상위 속도인 11.7Gbps급 제품 등의 출하를 시작할 예정"이라고 밝혔다. 여기서 삼성이 말한 주요 고객사는 엔비디아로 추정된다.

삼성이 이날 HBM4 공급 및 양산을 공식화하면서 SK하이닉스가 주도권을 쥐고 있던 HBM 시장 판도에도 변화가 감지된다.

글로벌 투자은행(IB) JP모건은 최근 보고서에서 삼성전자가 HBM4 품질 인증 과정에서 긍정적인 서프라이즈를 기록할 가능성이 크다고 평하면서 시장의 기대를 상회하는 공급점유율(wallet share)을 확보할 것으로 전망했다.

JP모건이 예상한 삼성의 올해 HBM 비트 출하량 성장률은 전년 대비 128% 이상이다. 이는 다른 메모리 업체들의 HBM 매출 비중 증가율이 둔화 국면에 진입할 것으로 예상되는 것과 대비되는 흐름이다. JP모건은 이 같은 성장세가 내년까지 이어질 가능성이 높다고 분석했다.

삼성전자 평택캠퍼스 반도체 생산라인 내부 전경 /사진 제공=삼성전자

업계 최상위 속도 '11.7Gbps'가 희비 갈랐다

반도체 업계에서는 삼성전자가 HBM4 개발 과정에서 기술적 분기점을 가장 먼저 넘어선 점이 이 같은 전망으로 이어졌다고 보고 있다.

HBM4 개발 과정에서 엔비디아 등 주요 고객사들이 당초 제시했던 성능 기준을 중간에 일부 상향 조정하는 변수가 있었다. 이 과정에서 대역폭과 전력효율, 장기 신뢰성에 대한 요구 수준이 높아지면서 일부 경쟁사들은 설계 변경과 재설계가 불가피해 일정이 지연될 수밖에 없었다.

반면 삼성전자는 초기 설계 단계에서부터 고객의 요구치를 웃도는 11Gbps대 대역폭을 확보했다. 성능에 충분한 여유를 둔 설계 덕분에 요구 조건이 높아진 후에도 별도의 재설계 없이 검증 절차를 이어갈 수 있었고, 결과적으로 가장 빠르게 퀄테스트를 통과하며 공급이 확정됐다.

HBM4 세대에서는 단순히 대역폭 수치를 높이는 것만으로 경쟁력을 확보하기 어렵다. 적층 수가 늘고 인터페이스 복잡도가 늘어나면서 발열과 전력, 신뢰성 관리 난도가 크게 높아지기 때문이다. 속도가 빨라질수록 안정성 확보가 더욱 까다로워지는 구조에서 두 요소를 동시에 충족시키는 설계역량이 퀄테스트의 핵심 기준으로 작용했다는 것이 업계 안팎의 설명이다.

삼성만 할 수 있는 '토털솔루션', HBM 경쟁력 핵심

HBM4 시장 선점으로 삼성전자가 그동안 강조해온 토털솔루션 전략이 다시 주목받고 있다. 삼성전자는 HBM4에 10나노급 6세대(1c) D램을 적용하고 삼성 파운드리의 4나노 공정으로 제작한 베이스다이를 결합해 메모리와 로직, 패키징을 하나의 시스템으로 최적화했다. 개별 공정의 성능을 넘어 공정 간 조합과 인터페이스, 전력 특성까지 종합적으로 조율할 수 있는 구조가 고대역폭 환경에서도 안정성을 유지하는 '키' 역할을 했다는 평가가 나온다.

이런 구조적 경쟁력을 IDM인 삼성전자만 구현할 수 있다는 것도 경쟁사들이 따라잡기 어려운 포인트로 꼽힌다. HBM 경쟁이 단일 메모리 제품의 성능을 넘어 시스템 완성도를 겨루는 단계로 진입한 가운데, 삼성전자는 토털솔루션으로 한때 주춤했던 HBM 기술 경쟁력을 빠르게 끌어올렸다. HBM4를 계기로 메모리 사업의 본원 경쟁력이 다시 작동하기 시작했다는 해석이 제기되는 이유다.

삼성전자의 이번 성과는 단순공급을 넘어 향후 HBM 시장 주도권 경쟁의 방향성을 가늠할 신호로 볼 수 있다. 이에 고객의 요구를 웃도는 성능과 이를 뒷받침하는 안정성, 그리고 이를 하나의 구조로 완성한 설계역량이 맞물리면서 HBM4 세대 경쟁의 기준을 끌어올렸다는 평을 받는다. 업계와 시장에서는 삼성전자가 HBM4를 기점으로 중장기 HBM 시장에서도 영향력을 확대할 가능성에 주목하고 있다.

장소희 기자

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