삼성전자, 12단 고용량 HBM3E 상반기 양산

삼성·마이크론 HBM 5세대 양산…SK와 경쟁
마이크론 "8단 HBM3E 제품 엔비디아 공급"
SK하이닉스 "가까운 시일에 HBM3E 양산"

삼성전자가 고대역폭메모리(HBM) 5세대인 HBM3E 12단 적층 제품을 상반기 양산하겠다고 예고하면서 HBM 시장 경쟁이 한층 치열해지고 있다. SK하이닉스는 HBM3E 8단 양산이 임박한 상황이며 미국 마이크론은 HBM3E 8단 양산을 시작했다고 밝혔다.

삼성전자는 HBM3E 8H(8단 적층) 제품을 지난해 10월 개발한 데 이어 5개월여 만에 이를 업그레이드한 HBM3E 12H(12단 적층) 제품을 내놨다. 점차 치열해지는 HBM 시장에서 경쟁사를 따돌리고 고객 이목을 사로잡기 위해 기술력을 결집, 빠른 제품 전환을 택했다. 삼성전자는 신제품을 상반기에 양산하겠다며 자신감을 내보이는 모습이다.

삼성전자가 선보인 36GB 용량의 HBM3E 12H 제품은 8H 제품보다 D램 칩을 더 많이 쌓았지만 높이는 같다. 열압착 비전도성 접착 필름 기술(어드밴스드 TC NCF)을 활용해 적층 수를 늘리고 칩 두께를 줄이면서 발생할 수 있는 휘어짐 현상을 최소화한 덕분이다. 이 과정에서 삼성전자는 적층 칩 간격을 더 줄이고 칩 사이에 탑재되는 범프(칩 사이를 연결하기 위해 형성한 전도성 돌기) 사이즈를 위치마다 다르게 하는 등 노력을 더해 제품 완성도를 높였다.

메모리칩 경쟁사인 미국 마이크론은 이날 HBM3E 양산 소식을 전하며 5세대 HBM 경쟁에 불을 붙였다. 마이크론의 8단 HBM3E 신제품은 미국 엔비디아가 2분기에 선보일 H200 텐서 코어 그래픽처리장치(GPU)와 쓰일 예정이다. 특히 마이크론은 삼성전자와 같은 12단 HBM3E 제품의 경우 다음 달 고객사에 샘플로 제공할 계획이어서 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.

HBM 개발에 먼저 뛰어든 SK하이닉스는 지난해 8월 HBM3E 8단 제품을 개발한 데 이어 최근 초기 양산을 시작했다. SK하이닉스 관계자는 "가까운 시일 안에 고객 인증을 마치고 본격적인 양산에 돌입할 것"이라고 밝혔다. 이 회사 곽노정 사장이 전날 "상반기 중 양산할 계획"이라고 밝혔는데 그 시기를 보다 앞당길 가능성을 시사한 것이다. SK하이닉스는 12단 HBM3E 제품의 경우 삼성전자처럼 8단 제품과 동일한 높이로 선보이겠다는 계획이다.

반도체 업계는 HBM 4세대 제품인 HBM3에서 HBM3E로 세대 전환이 본격화하면서 생길 시장 변화에 주목하고 있다. HBM3의 경우 SK하이닉스가 빠르게 개발한 뒤 엔비디아에 제품을 독점 공급하며 초기 주도권을 쥐었다. 이후 삼성전자도 뒤따라 HBM3 개발에 나서는 등 경쟁이 치열해진 상황이다. 후속 주자인 마이크론은 HBM3E 시대부터 참전을 예고한 바 있다.

현재 SK하이닉스와 삼성전자는 세계 HBM 시장의 90% 넘는 점유율을 차지하고 있다. 시장조사업체 트렌드포스는 올해 양사 점유율이 각각 47~49%에 이를 것이라며 마이크론의 경우 3~5% 점유율을 차지할 것으로 내다봤다. 다만 마이크론이 예상보다 빠르게 HBM3E 시대를 열면서 시장 경쟁에 따라 점유율을 더 차지할 수도 있다는 전망이 나온다.

업계 관계자는 "HBM 시장이 워낙 주목받고 있다 보니 D램 3강 경쟁이 점점 더 치열해지고 있다"며 "마이크론이 HBM3E 양산 시작과 함께 당장 국내 업체를 추월했다고 보긴 어렵지만 기술 수준에 따라 점유율을 늘릴 수는 있을 것"이라고 말했다.

시장조사업체 모르도 인텔리전스에 따르면, 세계 HBM 시장은 올해 25억2000만달러에서 2029년 79억5000만달러 규모로 늘어날 전망이다. 연평균 시장 성장률은 25.86%에 이를 것으로 보인다. 삼성전자와 SK하이닉스는 이 같은 시장 수요에 대응하기 위해 HBM 제품 개발 및 양산에 투자를 집중할 계획이다. 올해 HBM 생산능력을 각각 2배 이상 확대하겠다는 계획도 구체화했다.

김평화 기자 peace@asiae.co.kr