엔비디아 "빨리 달라" 요청에…삼성은 이미 준비돼 있었다

삼성 최초 HBM4 양산 출하 공식화
엔비디아 퀄 통과, "고객사 만족"
하이닉스, 마이크론 "HBM4 양산 중"
수율 등 양산성 관건, 공급 경쟁 돌입

삼성전자가 6세대 고대역폭메모리(HBM)4 최초 양산 출하를 공식화하며 본격적인 시장 선점에 나섰다. 당초 업계에서는 엔비디아 등 주요 고객사 납품 시점을 이달 셋째 주 이후로 관측했으나, 설 연휴 전 제품을 공급해달라는 고객사의 조기 인도 요청과 삼성전자의 안정적인 수율 확보가 맞물리며 출하 일정이 앞당겨진 것으로 파악됐다. 삼성이 포문을 열면서 SK하이닉스·마이크론 등 메모리 업체들의 공급 경쟁은 한층 치열해질 전망이다.

삼성전자 HBM4 제품 사진. 삼성전자.

13일 반도체 업계에 따르면 황상준 삼성전자 메모리개발담당 부사장은 전날 보도자료를 통해 "삼성전자 HBM4는 기존에 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램 및 파운드리 4㎚(1㎚=10억분의 1m)와 같은 최선단 공정을 적용했다"며 "공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 성능 확장을 위한 여력을 충분히 확보함으로써 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다"고 밝혔다.

이는 엔비디아가 요구한 기술적 성능에 부합해 품질(퀄) 테스트를 통과, 제품 생산에 돌입한 것으로 보인다. HBM4는 엔비디아의 차세대 인공지능(AI) 칩 '베라 루빈(Vera Rubin)'에 탑재될 예정이다. 송재혁 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문 최고기술책임자(CTO) 사장도 지난 11일 '세미콘 코리아 2026' 행사장에서 HBM4 출하 소식에 대해 "우리의 원래 모습을 이제 보여드리는 것"이라며, 고객사 피드백에 대해서도 "아주 만족스럽다"고 답했다.

삼성 HBM4, 최대 속도 13Gbps까지 구현

삼성전자 HBM4 제품 사진. 삼성전자.

삼성전자는 최선단 공정과 높은 동작 속도를 강점으로 내세웠다. 이번 HBM4에는 1c D램과 4나노 베이스 다이를 적용해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 성능을 확보했다고 밝혔다. 또 핀 속도 기준 11.7Gbps(초당 기가비트) 성능을 구현했다. 이는 JEDEC(국제반도체표준기구) 표준(8Gbps) 대비 약 46% 높은 수준이며, 최대 13Gbps까지 확장 가능하다는 설명이다.

아울러 단일 스택 기준 메모리 대역폭은 최대 3.3TB/s(초당 테라바이트)로, 고객사 요구 수준인 3.0TB/s를 상회했다고 삼성전자는 강조했다. 용량은 12단 적층 기준 24GB~36GB를 제공하며, 16단 적층 적용 시 최대 48GB까지 확장할 계획이다.

삼성전자는 데이터 전송 I/O(입출력) 핀 수가 1024개에서 2048개로 확대됨에 따라 발생하는 전력 소모와 열 집중 문제를 해결하기 위해 코어 다이에 저전력 설계 기술을 적용했다. 또 실리콘 관통 전극(TSV) 데이터 송수신 저전압 설계 기술을 적용하고 전력 분배 네트워크(PDN)를 최적화해 전 세대 대비 에너지 효율을 약 40% 개선했으며 열 저항 특성은 약 10%, 방열 특성은 약 30% 향상시켰다.

깃발 먼저 꽂은 삼성, 치열해진 3파전

삼성전자가 엔비디아향 HBM4 출하를 공식화하며 주요 메모리 업체 간 납품 경쟁에도 불이 붙었다. 앞서 엔비디아 HBM4 공급 경쟁에서 이탈한 것으로 관측됐던 마이크론 역시 "우리는 이미 HBM4 대량생산에 돌입했으며 고객 출하를 시작했다"고 밝히면서 다시 공급망 진입 가능성을 거론했다. 마크 머피 마이크론 최고재무책임자(CFO)는 11일(현지시간) 미국의 한 반도체 콘퍼런스에서 "마이크론의 HBM4 제품은 11Gbps 이상의 속도를 제공하며, 제품 성능과 품질, 신뢰성에 매우 자신감을 갖고 있다"며 "올해 HBM 공급 물량은 매진됐다"고 강조했다.

경쟁사인 SK하이닉스 역시 고객이 요청한 물량을 양산 중이라는 설명이다. 송현종 SK하이닉스 사장은 지난달 29일 실적발표회를 통해 "HBM4 역시 같은 과정을 거치며 고객과 협의한 일정에 따라 예정대로 진행 중"이라며 "HBM4는 지난해 9월 양산 체제 구축 후, 고객이 요청한 물량을 현재 양산 중"이라고 말했다. 업계에 따르면 SK하이닉스 역시 엔비디아의 퀄 테스트를 통과해 이달 중 HBM4 제품을 대량 출하할 계획이다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 "그동안 HBM에서 SK하이닉스에 뒤처져 있었던 삼성전자 입장에선 역전의 기회를 만든 것"이라면서도 "다만 수율이 좋지 않으면 물량을 늘릴 수 없다"고 말했다.

박준이 기자 giver@asiae.co.kr
장보경 기자 jbg@asiae.co.kr