바닥 찍은 삼성·SK, '고성능 반도체'로 수요 회복 '고삐'

SK하이닉스, 하반기 HBM3 신제품 양산

삼성, HBM3P 양산 준비···CXL 라인업 확대

반도체 시장의 수요회복이 올해 3분기부터 본격화될 것으로 예상되는 가운데 고성능 메모리 제품의 수요확대가 반도체 불황 극복의 중요한 열쇠로 주목받고 있다.

반도체 업계는 1분기 나란히 '어닝쇼크'(실적충격)를 기록했다. 삼성전자는 반도체 부문에서만 4조5800억원의 영업손실을 기록했으며 SK하이닉스도 3조4023억원의 적자를 냈다.

업계에서는 감산 효과가 2분기부터 본격적으로 나타나고 생산 조절 영향이 더해질 경우 3분기부터는 시황이 개선될 수 있을 것으로 보고 있다.

삼성전자와 SK하이닉스가 1분기 '반도체 한파' 직격탄을 맞은 가운데 수요가 견조한 고성능 메모리 제품에 집중하고 있다. 그래픽=박혜수 기자

특히 반도체 불황에도 레거시(범용) 제품 외에 고부가가치 제품인 DDR5, LPDDR5, HBM(고대역폭 메모리)의 경우 수요가 지속적으로 견조할 것으로 예상된다.

이에 따라 삼성전자와 SK하이닉스도 프리미엄 메모리 수요에 적극 대응하기 위해 하반기 다양한 신제품 양산에 나선다는 계획이다.

SK하이닉스는 최근 1분기 실적컨퍼런스콜에서 "AI 관련 서버 출하량이나 메모리 성장률은 최대 30% 이상, 향후 5년간 성장할 수 있을 것"이라고 설명했다.

이어 "당장 사업에 긍정적인 영향을 주는 DDR5 128GB 고용량 모듈은 전년대비 6배 이상, HBM은 같은 기간 50% 이상 성장할 전망이며 내년에도 동일 규모 이상으로 성장이 이뤄질 것"이라고 밝혔다.

SK하이닉스는 최근 세계 최초로 D램 단품 칩 12개를 수직 적층해 현존 최고 용량인 24GB(기가바이트)를 구현한 HBM3 신제품을 개발하고 고객사로부터 제품 성능을 검증받고 있다고도 밝혔다. 신제품은 상반기 내 양산 준비를 완료할 계획이다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품이다. SK하이닉스가 2013년 세계 최초로 개발했으며 생성형 AI에 필수적인 메모리 반도체 제품으로 주목 받고 있다. 실제로 SK하이닉스가 엔비디아에 공급 중인 HBM3는 챗GPT에 활용되고 있다.

SK하이닉스의 HBM3 24GB 신제품은 TSV 기술도 적용됐다. 이는 D램 칩에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 상층과 하층 칩의 구멍을 수직으로 관통해 전극으로 연결하는 어드밴스드 패키징 기술이다.

SK하이닉스가 개발한 12단 적층 HBM3는 현존 최고 용량인 24GB(기가바이트)가 구현됐다. 사진=SK하이닉스 제공

또한 SK하이닉스는 데이터 전송률 5.6Gbps(초당 기가비트)의 HBM3에 이어 올해 하반기 8GBbps의 5세대 HBM3E 제품 샘플을 공급하고 내년 상반기 양산할 계획이다.

삼성전자도 차세대 제품 준비에 나서고 있다. 기존 주요 고객사들에게 HBM2 및 HBM2E 제품을 공급한 삼성전자는 업계 최고 6.4Gbps의 성능과 초저전력의 HBM3 16GB, 12단 24GB 제품의 샘플을 출하 중으로 양산 준비를 완료한 상태다.

삼성전자는 HBM3보다 성능과 용량을 개선한 차세대 HBM3P도 하반기 내놓을 예정이다.

CXL 메모리에 라인업도 다양하게 준비 중이다. CXL은 고성능 컴퓨팅 시스템에 사용하는 차세대 인터페이스로 처리 가능한 데이터를 획기적으로 늘려준다. 삼성전자는 지난해 512GB 고용량 CXL D램을 업계 최초로 선보였다.

삼성전자는 실적 컨퍼런스콜을 통해 "올해 CXL 2.0 기반 용량별 제품 라인업을 준비 중"이라며 "CXL 기반의 SSD를 개발 진행 중으로 고객 요구에 맞춰 메모리 솔루션을 다각화하고 있다"고 말했다.

이 외에도 삼성전자는 HBM-PIM 상용화를 준비 중이며 네이버와 AI 전용 메모리 제품 개발에도 나선 상태다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 "생성형 AI는 많은 학습량을 얼마나 빨리 처리하느냐에 따라 성능이 좌지우지되는 만큼 고성능 메모리 반도체가 많이 필요하다"면서 "이 같은 수요가 메모리 반도체 시장 수요를 견인할 수 있을 것으로 보이며 삼성전자와 SK하이닉스가 경쟁력 있는 공정을 바탕으로 한 제품을 출시하는 것이 중요해졌다"고 말했다.