SK하이닉스, 4세대 HBM3 양산 선두, “5세대 제품개발 박차”
삼성전자, HBM3 하반기 양산, “금년 5세대 제품 ‘HBM3P’ 출시예정”
세계 시장점유율 10%차이, “5세대 HBM 먼저 출시 기업이 승기”
[애플경제 전윤미 기자] 현재 HBM 시장은 2013년 SK하이닉스가 AMD와 함께 최초로 HBM을 개발한 이래 줄곧 시장 주도권을 이어가고 있다. 삼성전자도 후속 버전 제품을 서둘러 개발하면서, 빠르게 추격하고 있다. 이들 양대기업이 시장점유율 약 10% 차이로 선두 다툼을 벌이고 있는 모양새다.
특히 SK하이닉스는 4세대 제품인 HBM3를 독점 양산하면서 선두를 지키면서 5세대 제품개발에 박차를 가하고 있다. 삼성전자는 금년 하반기 중에 HBM3을 양산할 예정이어서, 아직은 한 발 늦지만, 그 격차를 줄여가고 있다.
시장 분석기관 ‘트렌드포스’에 따르면 HBM의 2022년 점유율은 SK하이닉스가 50%, 삼성전자 40%, 마이크론 10% 순이다. 사실상 ‘SK하이닉스 vs 삼성전자’의 양대 주자의 선두 다툼인 셈이다.
테크놀로지 분석 전문기관 ‘ITFIND’와 정보통신평가기획원, KB금융경영연구소 등 전문가 집단도 일단 “한국의 반도체 양대 기업(삼성전자·SK하이닉스)이 투자를 확대하며 후속 제품개발 등 경쟁이 가열되고 있다”고 HBM 시장 판도를 요약하고 있다.
SK, ‘특화된 수직 적층 기술’이 경쟁력
앞서 SK하이닉스는 세계에서 가장 먼저 HBM3를 양산하며 글로벌 GPU 기업 엔비디아에 제품을 공급해왔다. 그런 가운데 2024년 상반기 양산을 목표로 5세대인 ‘HBM3E’을개발하는 등 HBM 차기 모델을 잇따라 출시하며 아직은 시장을 주도하고 있다.
특히 ‘ITFIND’는 “시장 초기부터 기술개발을 주도하며 현재 엔비디아나 AMD 등 AI 연산용 반도체를 생산하는 대부분 기업과 협력관계를 구축하고 있다”고 평가했다.
이에 따르면 2021년 10월 업계 최초로 4세대 제품인 ‘HBM3’를 개발, 2022년 6월 역시 업계 최초로 양산에 들어갔다. 또한 “올해 4월에도 세계 최초로 ‘D램 단품 칩 12개를 수직 적층’해 현존 최고 용량인 24GB를 구현한 HBM3 신제품을 개발, 현재 검증을 받고 있는 중”이다.
이들 전문가들은 SK하이닉스가 HBM 시장에서 지배력을 키운 배경으로 특화된 수직 적층 기술을 꼽는다. 즉, D램에 수천 개의 구멍을 뚫고, 상층과 하층 칩을 수직으로 관통하면서 전극으로 잇는 실리콘관통전극(TSV) 적층 과정의 방열 문제를 해결한 것이다. 이를 통해 크게 품질을 높이기도 했다.
최근 SK하이닉스는 다시 HBM3보다 성능·용량을 업그레이드한 HBM 5세대 제품인 ‘HBM3E’ 양산을 준비 중이다. 주요 거래처인 엔비디아 역시 ‘HBM3E’ 샘플을 SK하이닉스에 요청한 것으로 전해졌다.
특히 “엔비디아가 이 제품을 채택할 경우 SK하이닉스는 ‘HBM3E’ 관련 설비 투자에 나설 것으로 분석된다”고 했다.
삼성전자, HBM3 16GB, 12단 24GB 샘플 양산 예정
이에 비해 후발 주자 삼성전자는 HBM3를 올해 하반기 내 양산을 목표로 하고 있다. 이를 위해 HBM의 근본적인 문제를 해결하기 위한 노력을 기울이고 있다. 즉, 기존 D램 가격보다 3~5배 이상 비싸고, AI나 데이터센터 등에서도 아직은 보조적인 수단에 머무는 현실을 개선하기 위한 노력을 기울이고 있다.
특히 KB금융경영연구소는 “삼성전자는 업계 최고인 6.4Gbps의 성능과 초저전력을 기반으로 하는 HBM3 16GB와, 12단 24GB 제품 샘플의 양산 준비를 완료했다”면서 “시장이 요구하는 더 높은 성능과 용량의 차세대 HBM3P(PLUS) 제품도 올해 하반기 출시할 예정”이라고 전했다.
한편 AMD가 최근 공개한 AI용 슈퍼칩 MI300에는 삼성전자의 HBM3가 탑재되었다. 인텔 역시 자체적으로 구축한 슈퍼컴퓨터 ‘오로라’에 삼성전자의 HBM을 활용하고 있다.
KB금융경영연구소는 “삼성전자는 ‘HBM3’ 제품을 올해 연말부터 양산할 예정이며, 이에 맞춰 최근 ‘스노우볼트’, ‘샤인볼트’, ‘플레임볼트’ 등 차세대 HBM 제품명으로 추정되는 상표권을 잇달아 출원 등록했다”면서 “현재 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품 샘플을 출하한 상태이며, 금년 내로 HBM 5세대 제품인 HBM3P도 선보일 계획”이라고 해서 귀추가 주목된다.
또한, AMD·엔비디아 등 글로벌 빅테크 기업들이 HBM 공급을 늘려달라고 주문한 상태여서, HBM 생산능력을 2024년 말까지 2배 확대할 계획으로 전해졌다.
특히 삼성전자는 세계 최초로 메모리와 시스템반도체를 융합한 HBM-PIM(Processing-in- Memory), D램 용량 한계를 극복할 수 있는 CXL D램 등 새로운 메모리 솔루션도 꾸준히 선보이고 있다.
결국 전문가들은 SK하이닉스와 삼성전자 가운데 먼저 5세대 HBM을 출시하는 기업이 다시 한번 승기를 잡을 것으로 예상하고 있다. 한편 시장조사기관 ‘모도 인텔리전스’(mordorintelligence)에 따르면 HBM글로벌 HBM 시장은 올해 20억 4,186만 달러에서 2028년 63억 2,150만 달러에 이르며, 같은 기간 25.36%의 성장세를 기록할 것으로 예측된다.