삼성·SK하이닉스, AI 반도체 시장 선점 경쟁 본격화

[스마트에프엔=신종모 기자] 삼성전자와 SK하이닉스가 최근 대세로 떠오르는 인공지능(AI) 반도체 시장을 선점하기 위해 신제품 개발에 박차를 가하고 있다.  

AI 반도체는 시장은 연평균 20%씩 급성장하고 있다. 글로벌 시장조사업체인 가트너는 올해 AI 반도체 시장이 553억달러(약 74조원) 규모가 될 것으로 예측했다. 지난해와 비교해 25% 성장한 규모다. 오는 2027년에는 1120억달러에 달할 것으로 전망된다. 

22일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 차세대 반도체인 고대역폭메모리(HBM) 개발에 집중하고 있다. 

HBM은 다수의 D램을 수직으로 연결해서 데이터 처리 속도를 끌어올린 고성능 제품으로 그래픽처리장치(GPU)의 핵심 부품을 말한다. HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E) 순으로 개발됐다. 

앞서 미국 반도체 기업 엔비디아가 지난 8일(현지시간) 미국 로스앤젤레스에서 열린 컴퓨터 그래픽스 컨퍼런스 시그래프에서 차세대 AI 칩 ‘GH200 그레이스 호퍼 슈퍼칩 플랫폼’을 공개했다. 

삼성전자와 SK하이닉스는 GH 200에 탑재될 HBM3e를 공급할 것으로 예상된다. 

HBM3 메모리는 기존 HBM3보다 데이터 전송 속도가 50% 빠르고 초당 총 10테라바이트(TB)의 대역폭을 제공한다.

삼성전자와 SK하이닉스는 앞으로 HBM 수요가 기하급수적으로 늘어날 것으로 예측하고 신제품 개발에 나설 계획이다. 

SK하이닉스는 세계 최초로 HBM3를 양산해 엔비디아에 납품하는 등 최고의 경쟁력을 갖추고 있다. HBM2E와 HBM3 분야에서 시장 점유율 1위를 달리고 있다. 

SK하이닉스는 지난해 6월 현존 세계 최고 성능 D램인 ‘HBM3’의 양산을 시작했다. 이후 SK하이닉스는 지난 4월에 세계 최초로 D램 단품 칩 12개를 수직 적층해 현존 최고 용량인 24기가바이트(GB)를 구현한 HBM3 신제품 개발에 성공했다.

또 SK하이닉스는 최근 AI용 초고성능 D램 신제품인 ‘HBM3E’ 개발에 성공했다. HBM3E는 HBM3의 확장버전이다.

현재 성능 검증 절차를 진행하기 위해 고객사에 샘플을 공급하기 시작했다. 

이번 HBM3E는 AI용 메모리의 필수 사양인 속도는 물론 발열 제어, 고객 사용 편의성 등 모든 측면에서 세계 최고 수준을 충족시킨 것으로 알려졌다. 

속도 측면에서 FHD(Full-HD)급 영화(5GB = 5기가바이트) 230편 이상 분량의 데이터를 1초 만에 처리할 수 있다. 

삼성전자도 반격에 나설 채비를 갖췄다. 

삼성전자는 현재 HBM-PIM(Processing-in-Memory), AXDIMM(Acceleration DIMM), CXL(Compute Express Link) 등 다양한 시스템 아키텍처를 지원할 수 있는 차세대 D램 기술 개발에 나서고 있다. 

삼성전자는 업계 최고 6.4Gbps(초당 기가비트)의 성능과 초저전력을 기반으로 하는 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품의 양산 준비를 완료했다. HBM3P 제품을 하반기에 출시할 예정이다. 내년에는 6세대 HBM도 생산할 계획이다. 

업계에서는 HBM 경쟁에서 SK하이닉스가 삼성전자보다 한발 앞선다고 평가했다.  

업계 관계자는 “SK하이닉스는 폭발적으로 증가하는 AI 수요에 대응하기 위해 선제적으로 다양한 HBM 신제품을 선보이고 있다”며 “삼성전자도 올해 하반기부터 HBM 관련 신제품을 공개하며 AI 반도체 시장을 주도할 것”이라고 말했다. 

신종모 기자 jmshin@smartfn.co.kr