"HBM4 이어 HBM4E까지 선공"…삼성, AI 메모리 판도 변화 예고

SK하이닉스와 HBM4·HBM4E 경쟁 본격 점화
차세대 AI 가속기 공급망 주도권 놓고 정면 승부

삼성전자 서초 사옥 [출처=연합]

삼성전자가 6세대 고대역폭메모리(HBM)4에 이어 차세대 7세대 HBM4E 샘플까지 글로벌 고객사에 공급하며 AI 메모리 시장 주도권 탈환에 속도를 내고 있다. HBM3E 시장에서는 SK하이닉스에 밀렸지만, 차세대 HBM 시장에서는 가장 먼저 HBM4 양산과 HBM4E 샘플 공급에 나서며 판도 변화를 예고하고 있다. 

1일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 차세대 인공지능(AI) 가속기의 핵심 메모리로 꼽히는 HBM4E 12단 샘플을 글로벌 고객사에 공급했다. 지난 2월 업계 최초로 HBM4 양산 출하를 시작한 데 이어 수개월 만에 후속 제품인 HBM4E 샘플까지 선보이며 차세대 HBM 시장 선점에 나섰다.

HBM4E는 HBM4 대비 성능과 용량이 한층 향상된 제품이다. 핀당 동작 속도는 14Gbps에서 최대 16Gbps를 지원해 HBM4보다 20% 이상 빨라졌다. 단일 스택 기준 초당 3.6TB의 대역폭을 제공한다. 대규모언어모델(LLM)과 차세대 AI 시스템의 연산 성능을 높이는 데 최적화된 사양이다.

용량도 확대됐다. HBM4E 12단 제품은 48GB 용량을 구현해 전작 대비 30% 이상 늘어난 저장 공간을 제공한다. 삼성전자는 향후 고객 수요에 맞춰 32GB 8단과 64GB 16단 제품까지 라인업을 확대할 계획이다.

이번 제품에는 삼성전자의 최선단 공정인 1c D램과 자체 4나노 로직 다이가 적용됐다. 1c D램은 10나노급 6세대 D램으로 기존 세대 대비 데이터 처리 성능과 전력 효율을 크게 개선한 것이 특징이다. 삼성전자는 HBM4에 이어 HBM4E에도 동일한 공정 조합을 적용하며 차세대 AI 메모리 경쟁력을 강화하고 있다.

업계가 주목하는 부분은 삼성전자의 공급 시점이다. HBM은 고객사 검증과 최적화 과정이 긴 만큼 샘플 공급 시점이 곧 시장 선점으로 이어진다. 샘플을 먼저 공급할수록 고객사 인증과 패키지 최적화, 공급 계약 협상에서 유리한 위치를 확보할 수 있기 때문이다.

삼성전자가 세계 최초로 출하한 HBM4E 12단 제품 모습. [출처=삼성전자]

◆고객사 인증·공급 일정 따라 AI 메모리 판도 재편 주목

삼성전자는 지난해 HBM3E 시장에서 양산 시기가 늦어지며 SK하이닉스에 주도권을 내줬다. SK하이닉스는 엔비디아를 중심으로 HBM3E 공급을 확대하며 글로벌 HBM 시장 1위 입지를 굳혔다. 그러나 시장의 무게중심이 HBM3E에서 HBM4·HBM4E로 이동하면서 경쟁 구도에도 변화가 감지되고 있다.

차세대 HBM은 단순 적층 기술을 넘어 베이스 다이 설계와 로직 공정, 첨단 패키징, 고객 맞춤형 설계 역량까지 요구된다. 삼성전자가 메모리와 파운드리, 시스템LSI, 첨단 패키징을 모두 보유한 '원스톱 턴키 솔루션'을 앞세우는 이유도 여기에 있다.

특히 삼성전자가 선제적으로 적용한 1c D램은 차별화 요소로 꼽힌다. 제조 난도가 높은 대신 데이터 처리 성능과 전력 효율 측면에서 강점이 갖춰 AI 반도체 시장 확대에 유리한 기술로 평가된다. HBM4 양산에 이어 HBM4E 샘플 공급까지 이어지면서 공정 안정성과 수율 확보도 상당 수준 진전됐다는 분석이 나온다.

다만 SK하이닉스 역시 HBM3E 시장에서 확보한 선제 양산 경험과 엔비디아 등 핵심 고객사와의 협력 관계를 기반으로 수성에 나설 전망이다. HBM은 AI 가속기 설계 초기 단계부터 고객사와 공동 최적화를 진행하는 만큼, 기존 공급망에 진입한 기업이 후속 세대에서도 강점을 가질 가능성이 높다.

결과적으로 승부는 고객사 인증과 양산 시점에서 갈릴 것으로 보인다. 차세대 HBM 시장에서는 성능 경쟁뿐 아니라 실제 AI 가속기와의 호환성, 발열 제어, 전력 효율, 공급 안정성 등이 함께 검증돼야 한다는 얘기다. 

업계 관계자는 "실제 시장 점유율은 향후 고객사 인증과 AI 가속기 공급 일정에 따라 결정될 것"이라고 말했다.