[딜사이트 김민기 기자] 삼성전자가 고대역폭메모리(HBM)에 대한 초기 의사결정은 늦었지만 올해부터 방향을 조금씩 잡은 만큼 SK하이닉스와의 격차를 빠르게 줄여나갈 방침이다. 특히 HBM3에서는 뒤쳐졌지만 HBM3E에서는 12단 제품을 경쟁사 대비 빠르게 선행하면서 시장 판도를 바꾸는 게 목표다.

다만 HBM3E는 기존 HBM 강자인 SK하이닉스와 더불어 마이크론도 치열하게 경쟁을 벌이고 있는 만큼 빠르게 수율을 올리는 기업이 승기를 잡을 것으로 예상되고 있다. 이에 삼성전자는 HBM 태스크포스(TF)팀을 개발실로 격상해 인력을 대거 투입, 수율 안정화에 힘을 싣고 SK하이닉스의 독주를 깨겠다는 계획이다.

삼성전자는 오는 18~21일 엔비디아가 미국 새너제이 컨벤션센터에서 개최하는 세계 최대 AI 콘퍼런스 'GTC 2024'에서 HBM3E 브랜드 '샤인볼트'를 선보인다. 이날 삼성전자는 24기가바이트(GB) 용량의 HBM3E 8단과 더불어 업계 최초로 개발에 성공한 36GB HBM3E 12단 제품을 전시할 예정이다. SK하이닉스와 마이크론도 HBM3E 제품을 공개할 계획이다. 업계에서는 이번 행사에서 D램 제조 3사가 선보일 제품에 대해 기대가 크다. 

현재 삼성전자의 HBM3E는 8단(24GB) 제품이 아직 경쟁사에 비해 샘플 공급이 1분기 정도 늦어 양산에 돌입하지는 못하고 있다. 이에 삼성전자는 8단 제품의 엔비디아 퀄(품질) 테스트 승인 전이지만 전략적 보완으로 12단(36GB) 제품에 대한 샘플 공급을 경쟁사 대비 수개월 선행해 진행 중이다.

실제 삼성전자는 지난달 말 HBM3E 12단 제품 개발을 발표하며, 상반기 내 양산에 돌입할 예정이라고 밝힌 바 있다. 아직 12단 제품에 대한 고객사 탑재 모델이 정해지지 않았다. 하지만 안정성과 수율만 확보되면 고객사들의 니즈가 강하기 때문에 다양한 고객사에 납품이 가능할 전망이다.

미래에셋증권 김영건 연구원은 "아직 HBM3E 12단 납품이 확정된 기업은 없지만 2025년부터 엔비디아가 X100부터 12단 HBM3E를 적용하기 시작할 것"이라며"GPU당 최대 216GB(36GBx6)~288GB(36GBx8) 용량의 HBM을 탑재하게 될 것"이라고 전했다.

특히 올해 하반기부터 HBM 시장은 HBM3에서 HBM3E로 옮겨갈 것으로 보인다. 현재 엔비디아는 'H100' 솔루션에 탑재되는 HBM3 제품을 주로 SK하이닉스로부터 공급받고 있다. 곧 출시될 B100·H200 모델에는 5세대 제품인 'HBM3E'가 탑재될 예정이다.

SK하이닉스가 가장 빨리 엔비디아로부터 HBM3E 검증을 받아 선두를 달리고 있고, 미국 마이크론이 2분기 내로 제품 공급을 시작할 예정이다. 삼성전자는 다소 샘플 공급이 늦은 상태다. 이에 '열압착 비전도성 접착 필름(Advanced TC NCF)' 기술로 개발한 12단 HBM3E로 시장 공략을 할 계획이다. 8단 제품과 동일한 높이로 쌓아 HBM 패키지 규격을 충족하고, 칩 두께가 얇아짐에 따라 휘어지는 특성을 최소화 하는 이점이 있어 고단 적층 확장에 유리하다는 것이 삼성전자 측 설명이다. 

삼성전자는 HBM3E을 당초 계획보다 조기에 생산하고자 100명 내외의 고급 엔지니어들을 투입했다. HBM 관련 태스크포스(TF)팀도 HBM 개발실로 격상해 시장 헤게모니를 잡겠다는 포부다.

시장조사업체 트렌드포스는 "삼성전자는 1분기 말까지 HBM3E 검증을 마치고 2분기에 출하할 것으로 보인다"며 "이미 HBM3에서 상당한 진전을 이뤘고 HBM3E 검증도 곧 완료하면서 연말까지 SK하이닉스와의 시장 점유율 격차를 크게 좁힐 것"이라고 내다봤다.

내년부터는 HBM3E 8단 제품에 대한 수요도 기존 엔비디아에서 AMD, 하이퍼스케일러 등 확대될 것으로 기대되고 있다. 특히 최근 삼성전자는 AMD로부터 HBM3의 퀄 테스트를 통과하면서 본격적인 시장 확대를 기다리고 있다. 올해 1분기 AMD의 MI300 시리즈에 채용될 HBM3 제품 인증을 획득했다.

HBM3 인증이 경쟁사 대비 다소 늦은 감은 있지만 HBM에 대한 감을 잡은 만큼 시장 점유율 격차를 빠르게 줄이겠다는 계획이다. 지난해 HBM 시장에서 SK하이닉스의 점유율은 53%로 1위를 차지했으며 삼성전자가 38%로 시장을 양분하고 있다. 마이크론 점유율은 9%다.

시장조사업체 트렌드포스는 "올해 1분기부터 삼성전자의 HBM3 유통이 증가할 기반을 마련한 것"이라며 "이후 AMD MI300 시리즈의 유통이 확대되면서 삼성전자는 시장 점유율을 빠르게 확보할 것"이라고 말했다.