세계 D램 3위 회사인 미국 마이크론테크놀로지가 인공지능(AI) 칩인 고대역폭메모리(HBM) 분야에서 삼성전자(005930)의 기술력을 2년 연속으로 제치면서 업계를 깜짝 놀라게 하고 있다. 삼성전자는 수율 개선과 신기술 도입을 앞당겨 선두 업체로서의 자존심을 회복하기 위해 분전하고 있다.
27일 업계에 따르면 마이크론은 엔비디아의 5세대 HBM3(HBM3E) 12단에 관한 퀄(승인) 테스트를 통과하고 차세대 AI 칩인 ‘GB300’에 탑재할 제품을 양산하기 시작했다. 마이크론은 지난달 실적 발표에서 “HBM3E 12단의 대량 양산을 시작했으며 용량과 수율을 높이는 데 주력하고 있다”며 “올해 하반기에는 HBM3E 12단이 출하량의 대부분을 차지할 것”이라고 밝혔다. 또 “HBM3E 12단은 엔비디아의 GB300에 맞춰 설계됐다”고 강조했다.
마이크론의 HBM 기술력은 삼성전자보다 앞섰다는 평가가 나온다. 지난해 초 엔비디아의 HBM3E 8단 테스트를 삼성보다 먼저 통과하면서 저력을 과시하더니 올해 12단에서도 삼성보다 더 빨리 퀄 테스트를 통과했다.
반면 삼성전자의 HBM3E 12단 통과는 아직 시간이 더 필요한 것으로 파악된다. 올 2월 반도체(DS)부문 수장인 전영현 부회장이 HBM3E 개선 제품을 들고 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 있는 미국으로 직접 날아가 그를 설득했고, 올 상반기 내 엔비디아의 승인을 받겠다는 내부 목표까지 세웠지만 퀄 통과에 대한 불확실성이 큰 것으로 전해졌다.
지난해 세계 HBM 시장 점유율은 SK하이닉스(000660)가 52.5%, 삼성전자 42.4%, 마이크론 5.1%지만 삼성전자가 확실한 성과를 내지 못할 경우 삼성전자의 점유율은 낮아지고 그만큼 경쟁사들은 올라갈 수 있다는 분석이 나온다.
이에 따라 삼성전자는 HBM 경쟁력 회복을 위해 특단의 조치에 나섰다. 삼성은 HBM2E 등 구형 HBM 생산량을 줄이고 최신 제품 생산량을 늘리기 위한 채비를 하며 선택과 집중을 꾀한다. 차세대 제품인 6세대 HBM(HBM4)에서의 역전도 노리고 있다. 삼성전자는 연내에 10㎚(나노미터·10억분의 1m)급 6세대 D램을 12단으로 쌓아서 HBM4를 만드는 연구를 진행하고 있다. SK하이닉스와 마이크론이 전작인 10나노급 5세대 D램으로 HBM4를 제조하는 데 이를 뛰어넘겠다는 것이다.
또 HBM 제품 최초로 ‘하이브리드 본딩’ 공정 도입을 추진하고 있다. 쌓아 올린 칩 사이의 연결 장치 ‘범프’를 걷어내고 D램만 포개는 방법인데 12단 이상 고적층 제품에서 두께를 획기적으로 줄이면서 정보 이동 속도를 높일 수 있다. 삼성은 하이브리드 본딩을 구현하기 위해 장비 자회사 세메스와 협력하는 것으로 알려졌다.
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