삼성전자·SK하이닉스·인텔, HBM 주도권 경쟁 심화

삼성전자, 2Q 중 엔비디아 납품 가능성 높아

SK하이닉스, TSMC와 6세대 HBM 개발 착수

인텔, 왕년 반도체 왕좌 탈환 차원 공장 건립

글로벌 고대역폭 메모리(HBM) 시장 주도권을 놓고 경쟁이 격화되는 가운데 삼성전자·SK하이닉스·인텔 3사가 각양각색의 전략으로 역량을 키워가고 있다.

24일 업계에 따르면 삼성전자 DS부문은 메모리 반도체에 28조~29조원 수준의 투자를 집행할 예정이다. 지난해 삼성전자 DS부문이 투입한 시설 투자 금액은 48조3723억원으로 집계됐다.

재무 안정성을 기하고자 당초 삼성전자는 메모리 반도체에 투자 규모를 축소할 계획이었다. 하지만 HBM 분야에서 앞서나가고 있는 SK하이닉스가 올해 자본적 지출(CAPEX) 규모를 작년보다 2배 많은 14조원으로 늘림에 따라 삼성전자도 이에 전년과 같은 수준으로 상향했다.

삼성전자는 올해 HBM 시장 내에서 고무적인 소식을 기대하고 있다. 앞서 젠슨 황 엔비디아 대표이사(CEO)가 “8단·12단으로 쌓은 삼성전자 HBM 샘플을 테스트하고 있는데 기대가 크다"고 밝혔기 때문이다.

업계에서는 테스트가 막바지에 접어든 만큼 올해 상반기 중 삼성전자가 엔비디아에 5세대 HBM을 본격 납품해 글로벌 시장 내 점유율을 제고하게 될 것이라는 관측을 내놓고 있다.

송명섭 하이투자증권 연구원은 “엔비디아향 HBM3 공급이 올해 2분기 중 개시될 가능성이 있고, HBM3E 자체 양산 준비도 같은 기간 내에 완료될 전망"이라고 말했다. 이어 “엔비디아 인증 통과 여부는 현 시점에선 미지수지만 수율 등 삼성전자 HBM 제품의 경쟁력이 지난해 대비 크게 개선되고 있는 것은 사실"이라고 부연했다.

명실상부한 'HBM 글로벌 탑티어'를 달리고 있는 SK하이닉스는 TSMC와 기술 리더십을 강화해 2026년 양산 예정인 'HBM4'(6세대) 개발에 착수한 상태다.

양사는 우선 HBM 패키지 내 최하단에 탑재되는 베이스 다이의 성능 개선에 집중한다. HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(Core Die)를 쌓아 올린 뒤 이를 TSV 기술로 수직 연결해 만들어진다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 수행한다.

SK하이닉스는 5세대인 HBM3E까지는 자체 공정으로 베이스 다이를 만들었으나 HBM4부터는 로직 선단 공정을 활용할 계획이다. 이를 통해 성능과 전력 효율 등 고객들의 폭넓은 요구에 부합하는 맞춤형 HBM을 생산한다는 계획이다.

SK하이닉스 관계자는 “AI 메모리 글로벌 리더인 당사는 파운드리 1위 기업 TSMC와 힘을 합쳐 또 한번의 HBM 기술 혁신을 이끌어 내 메모리 성능의 한계를 돌파할 것"이라고 언급했다.

왕년의 글로벌 반도체 왕좌를 탈환하겠다는 인텔은 전세계 각지에서 공장을 건립하고 있다.

특히 미국 오하이오주 뉴올버니에는 40여년 만에 280억달러 이상을 투자해 2개의 새로운 첨단 칩 공장을 건설할 예정이다. 당시 인텔은 해당 지역 인재 파이프 라인을 구축하고 연구 프로그램을 강화하기 위해 교육 기관과의 파트너십에 1억달러를 추가로 투자하기로 약속했다.

오리건주 소재 고든 무어 파크에는 새로운 제조 지원 건물 착공에 나섰다. 인텔은 힐스보로의 연구·개발(R&D) 운영에 360억달러 이상을 투자할 계획이고, 이를 통해 2025년 이후에도 업계를 선도하는 공정 기술을 제공할 수 있을 것으로 전망한다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr