인공지능(AI) 반도체가 차세대 산업의 근간으로 떠오른 가운데, 삼성전자와 SK하이닉스가 고대역폭 메모리(HBM) 시장 주도권을 잡기 위해 열을 올리고 있다. 

협력과 투자 더해 1등 기업 이어간다

일찌감치 시장에 진입해 선두에 자리한 SK하이닉스는 AI 가속기 시장을 주도하고 있는 엔비디아와 맞잡은 손을 더욱 견고히 한다는 방침이다. 

AI 가속기는 AI에 특화된 반도체로 그래픽 처리 장치(GPU)와 HBM을 조립해 만든다. SK하이닉스는 엔비디아에 HBM3를 독점 공급하고 있다. 

최태원 SK그룹 회장은 최근 미국 실리콘밸리에서 젠슨 황 엔비디아 CEO(최고경영자)와 만나 HBM을 비롯한 SK그룹 차원의 협력을 논의한 것으로 알려졌다. 

세계 최대 파운드리인 TSMC와는 차세대 HBM 생산과 첨단 패키징 기술 역량 강화에 나선다.

양사는 최근 대만 타이페이에서 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 2026년 양산 예정인 HBM4(6세대 HBM)를 개발한다는 계획이다. 

SK하이닉스는 용인 반도체 클러스터에 120조 원 규모, 충북 청주 M15X팹에 20조 원 규모, 미국 인디애나 주 공장에 38억 7000만 달러 규모 등 차세대 반도체 생산을 위한 투자 또한 이어간다.

김규현 SK하이닉스 D램 마케팅 담당은 최근 진행된 1분기 실적 콘퍼런스 콜에서 “클라우드 서비스 업체들의 AI 서버 투자 확대와 AI 서비스 품질 개선을 위한 추가 수요 등으로 HBM 수요가 더욱 큰 폭으로 증가하고 있다”며 “불과 반년 전보다 HBM 수요 가시성이 더욱 명확해지고 있다”고 말했다.

이어 “2024년 이후에도 여전히 AI 성능 향상을 위한 파라미터 증가와 AI 서비스 공급자 확대 등의 요인으로 HBM 시장은 급격한 성장을 지속할 것”이라며 “상당수의 기존 고객 및 잠재 고객들과 2025년 그리고 그 이후까지 장기 프로젝트를 논의하고 있다”고 말했다. 

종합 역량 십분 활용해 빠르게 뒤쫓는다

최근 조직 개편을 단행한 삼성전자 메모리사업부에는 상품기획실이 꾸려졌다. 

‘고객 맞춤형’ HBM 수요에 적극 대응하겠다는 계획으로 풀이된다. 

김경륜 삼성전자 상품기획실 상무는 삼성전자 뉴스룸 인터뷰에서 “맞춤형 HBM은 프로세서, 메모리가 공동 최적화를 수행하는 첫 단추이자, 범용 인공지능(AGI)을 여는 교두보”라며 “메모리, 파운드리 등 종합 역량을 십분 활용해 대응해나갈 것”이라고 말했다.

삼성전자는 코어 다이(core die)는 단일화하고, 8H(8단 적층), 12H(12단 적층), 16H(16단 적층)와 같은 패키지와 베이스 다이(base die)는 다변화해 시장에 대응한다는 계획이다. 

코어 다이는 HBM을 구성하는 각각의 D램 층을 의미하며, 베이스 다이는 코어 다이의 하단에 위치해 프로레서 등 다른 칩과 통신하는 역할을 한다. 

또 시스템 에너지 효율을 높이기 위해 전력 소모를 더 줄일 수 있는 HBM 설계 구조를 개발해나가겠다는 방침이다. 

글로벌 기업과의 소통도 활발하다. 이재용 삼성전자 회장을 비롯해 송재혁 삼성전자 DS부문 CTO, 남석우 삼성전자 DS부문 제조&기술담당 사장 등 반도체 생산기술을 총괄하는 경영진은 현지 시간 26일 독일 오버코렌에 위치한 자이스(ZEISS) 본사를 찾아 칼 람프레히트 CEO 등 경영진과 양사 협력 강화 방안을 논의했다.

자이스는 첨단 반도체 생산에 필수적인 EUV 기술 관련 핵심 특허를 2천 개 이상 보유하고 있는 글로벌 광학 기업이다. ASML의 EUV 장비에 탑재되는 광학 시스템을 독점 공급하고 있으며, EUV 장비 1대에 들어가는 자이스 부품은 3만 개 이상이다. 

자이스는 2026년까지 480억 원을 투자해 한국에 R&D 센터를 구축할 방침인 것으로 알려졌다.