"엔비디아 반드시 뚫는다"···삼성전자, 차세대 HBM 막판 담금질

전담팀 중심으로 'HBM 12단' 수율 개선 집중

'AI칩 1위' 엔비디아와 공급 계약 체결에 사활

그래픽=박혜수 기자

삼성전자가 글로벌 'AI(인공지능) 반도체' 시장 큰 손 엔비디아와 차세대 HBM(고대역폭메모리) 거래를 트기 위해 막판 담금질에 나선다. 이들의 눈높이에 맞춰 제품의 품질과 수율을 끌어올림으로써 새로운 사업 기회를 잡고 반도체 선두 기업으로서의 위상을 되찾겠다는 복안이다.

14일 관련 업계에 따르면 삼성전자는 엔비디아 측과 HBM 공급을 위한 논의에 한창이다. DS부문 담당 임원이 미국으로 건너가 세부 사항을 확정짓기 위한 협상을 이어가는 것으로 전해졌다.

삼성전자는 생성형 AI 수요에 발맞춰 지난달 'HBM3E 8단' 양산에 돌입했으며 상반기 중엔 '12단 제품' 대량생산을 시작하겠다는 목표를 제시했다. 엔비디아가 두 제품을 놓고 퀄 테스트(품질 검증)를 진행 중인 만큼 장차 생겨날 수요에 대응하려는 포석으로 읽힌다.

다만 아직까진 공기가 무겁다. 엔비디아로부터 확답이 떨어지지 않으면서 우려가 커지고 있다. 삼성전자의 제품이 테스트 일부 항목에서 원하는 점수를 얻지 못해 난항을 빚고 있다는 소문까지 흘러나온다.

물론 삼성전자 측은 "확인되지 않은 내용일 뿐 아니라, 거래 기업과 관련해선 어떠한 정보도 공개할 수 없다"며 선을 그었다.

일단 삼성전자는 일희일비하지 않고 차세대 HBM의 완성도 높이기에만 집중하는 분위기다. 최근 가동한 '전담팀'을 중심으로 HBM3E 12단 제품의 품질과 수율을 개선하는 데 신경을 쏟는 것으로 감지되고 있다.

그래픽=박혜수 기자

HBM3E 12단은 말 그대로 D램을 12층까지 쌓은 제품으로 실리콘 관통 전극(TSV)과 열압착 비전도성 접착 필름(Advanced TC NCF) 기술을 집대성한 결과물이다. 초당 최대 1280GB(기가바이트)의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 갖췄고, 1024개의 입출력 통로에서 초당 최대 10Gb(기가비트)의 속도를 지원한다. 또 D램을 12단 적층했음에도 높이는 기존 8단 제품과 동일하다.

삼성전자는 자신들이 업계 최초로 개발한 HBM 12단을 앞세워 엔비디아로의 공급을 타진하고자 사활을 건다는 복안이다.

이처럼 삼성전자가 엔비디아에 공을 들이는 것은 AI 시대의 중심에 서 있는 이 기업의 상징성을 인정하기 때문으로 풀이된다. 실제 엔비디아는 글로벌 AI 칩 시장의 80%를 점유할 정도로 산업계 전반에서 영향력을 행사한다. 따라서 삼성전자도 이 회사와 손을 잡아야 반도체 업계에서 입지를 굳히고 사업을 확장하는 한편, 기술력과 품질을 입증하는 부가적 효과도 기대할 수 있다.

그간 삼성전자는 엔비디아와 유독 연이 없었다. HBM 주도권을 놓고 경쟁하는 SK하이닉스, 점유율 측면에서 한참 뒤쳐진 마이크론까지 제품을 공급하고 있음에도 삼성은 좀처럼 기회를 얻지 못했다.

이 가운데 SK하이닉스가 조만간 '12단 제품'을 구현하고 HBM4E(7세대) 개발을 1년 앞당기겠다고 선언하면서 삼성전자로서는 걸음 속도를 높여야 하는 상황이 됐다.

일각에선 AI 트렌드와 맞물려 HBM의 수요가 점차 커지고 있다는 게 삼성전자에 기회가 될 것으로 진단한다. 물량을 안정적으로 확보하려면 공급망을 다변화할 필요가 있어서다. 현재 엔비디아는 SK하이닉스에서 HBM을 받아 TSMC에 패키징을 맡기는 과정을 거쳐 GPU(그래픽처리장치)를 조달하고 있는데, 특정 기업에 의존하는 지금과 같은 환경에선 난항에 직면할 수밖에 없다.

게다가 각 기업이 서둘러 생산량을 끌어올렸음에도 HBM 품귀 현상은 지속될 것으로 점쳐지는 실정이다. 삼성전자, SK하이닉스 그리고 마이크론은 내년 물량까지 모두 소진한 것으로 파악됐다.

업계 관계자는 "시장 추세를 감안했을 때 엔비디아가 공급 구조를 개선해야 한다는 점엔 이견이 없다"면서 "삼성전자가 얼마나 빠르게 눈높이를 맞추느냐가 관건이 될 것"이라고 내다봤다.