【 청년일보 】 과거 HBM(고대역폭메모리) 시장 변화에 대한 기민한 대응에 어려움을 겪으며 고비를 겪었던 삼성전자가 6세대 제품인 'HBM4'를 기점으로 대반격에 나선다. 

 

이전 세대까진 경쟁사에 주도권을 내주는 등 '반도체 위기론'에 휩싸였으나, 이번 HBM4의 양산 출하를 세계 최초로 시작하면서 본격적인 시장 판도 뒤집기에 나섰다.

 

재계 안팎에선 이번 HBM4 출하가 삼성이 그간의 부침을 딛고 '기술의 삼성'이라는 자존심을 다시 세우는 결정적 변곡점이 될지 주목하고 있다.

 

삼성전자는 12일 세계 최초로 업계 최고 성능의 HBM4를 양산 출하하며, 본격적인 HBM4 시장 선점에 나섰다고 밝혔다. 

 

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

삼성전자는 HBM4 개발 착수 단계부터 국제반도체 협의표준기구(JEDEC) 기준을 상회하는 성능 목표를 설정하고 개발을 추진해왔다. 이번 제품에는 최선단 공정 1c D램(10나노급 6세대)을 선제적으로 도입해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 업계 최고 수준의 성능을 확보했다는 것이 회사측 설명이다. 

 

또한 HBM4 기술 경쟁력 강화를 위해 1c D램을 적용하는 한편, 베이스 다이의 특성을 고려해 성능과 전력 효율 측면에서 유리한 4나노 공정을 적용했다.

 

그 결과 JEDEC 업계 표준인 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 확보하며, HBM4 성능의 새로운 기준을 제시했다.

 

삼성전자 관계자는 "전작 HBM3E의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치"라면서 "최대 13Gbps까지 구현이 가능해 AI 모델 규모가 커질수록 심화되는 데이터 병목을 효과적으로 해소할 것으로 기대된다"고 밝혔다. 

 

또한 해당 제품은 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 24GB~36GB의 용량을 제공하며, 고객사의 제품 일정에 맞춰 16단 적층 기술을 적용해 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획이다.

 

황상준 삼성전자 메모리개발담당 부사장은 "삼성전자 HBM4는 기존에 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램 및 Foundry 4나노와 같은 최선단 공정을 적용했다"면서 "공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 성능 확장을 위한 여력을 충분히 확보함으로써, 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다"고 말했다.

 

삼성전자는 데이터 전송 I/O(Input/Output) 핀 수가 1천24개에서 2천48개로 확대됨에 따라 발생하는 전력 소모와 열 집중 문제를 해결하기 위해, 코어 다이에 저전력 설계 기술을 적용했다.

 

또한 TSV 데이터 송수신 저전압 설계 기술 적용과 전력 분배 네트워크(PDN) 최적화를 통해 전 세대 대비 에너지 효율을 약 40% 개선했으며, 열 저항 특성은 약 10%, 방열 특성은 약 30% 향상시켰다.

 

삼성전자는 세계에서 유일하게 로직, 메모리, 파운드리, 패키징까지 모두 갖춘 '원스톱 솔루션'이 가능한 세계 유일의 반도체 회사로서, 파운드리 공정과 HBM 설계 간 긴밀한 협업을 통해 최고 수준의 HBM을 지속적으로 개발해 나간다는 계획이다.

 

글로벌 주요 그래픽처리장치(GPU) 및 자체 칩을 설계·개발하는 차세대 주문형 반도체(ASIC) 기반 하이퍼스케일러(초대형 클라우드 사업자) 고객사와 기술 협력도 확대할 방침이다.

 

이에 따라 올해 HBM 매출이 전년 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고, HBM4 생산 능력을 선제적으로 확대하고 있다.

 

2028년 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.

 

또한 삼성전자는 HBM4에 이어 HBM4E도 준비 중으로 올 하반기에 샘플 출하를 한다는 계획이다. 커스텀 HBM도 오는 2027년부터 고객사별 요구에 맞춰 순차 샘플링을 시작할 예정이다.

 

이처럼 삼성전자가 차세대 AI 메모리 시장의 주도권을 탈환하겠다는 의지를 드러낸 가운데, 업계 안팎에선 HBM4를 기점으로 '기술의 삼성' 자존심을 회복할 수 있을 지 관심을 모으고 있다.

 

삼성전자는 과거 HBM3E(5세대) 시장에서 경쟁사에 주도권을 내주며 '반도체 위기론'까지 불거졌고 '기술 결함' 논란까지 잇따르며 기술 리더십에 상처를 입었다.

 

업계에선 이번 HBM4 제품이 그간의 시장 우려를 불식시키고 신뢰를 되찾을 반격의 신호탄이 될 것으로 전망하고 있다. 

 

익명을 요구한 반도체 업계 관계자는 "이번 HBM4 양산 출하는 그간의 시장 우려를 기술력으로 정면 돌파했다는 점에서 의미가 커 보인다"면서 "업계 표준을 뛰어넘는 압도적인 스펙을 구현해낸 만큼, '기술의 삼성'이라는 자존심을 완벽히 회복하는 전환점이 될 것"이라고 밝혔다. 

 

이종환 상명대학교 시스템반도체공학과 교수는 "성능이 높으면 수율이 다소 낮아질 수 있는 반비례 관계가 있어, 삼성이 얼마나 빠르게 안정적인 수율을 확보하느냐가 핵심"이라고 말했다.

 

【 청년일보=이창현 기자 】