[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자가 이달 말 세계 최초로 6세대 고대역폭메모리(HBM4) 양산 출하에 나서면서 차세대 인공지능(AI) 메모리 경쟁의 판이 빠르게 재편되고 있다. 전 세대 HBM3E에서 주도권을 내줬던 삼성전자가 출하 시점을 앞세워 반격에 나선 가운데, 엔비디아의 공급 전략 변화와 마이크론의 이탈이 맞물리며 HBM4 시장이 삼성전자와 SK하이닉스 중심으로 압축되고 있다는 분석이 나온다. 업계에서는 HBM 경쟁의 기준이 성능 격차를 넘어, 고객 일정에 맞춘 양산 대응력과 생산 능력으로 옮겨가고 있다는 점에 주목하고 있다.

◆ 엔비디아가 '미리 나눠준' 이유…HBM은 시간이 걸린다

9일 업계에 따르면 엔비디아는 지난해 12월 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등 주요 메모리 업체에 HBM4 물량을 잠정 배정한 것으로 알려졌다. HBM4 퀄 테스트가 모두 마무리되기 전부터 공급사별로 물량을 나눈 배경에는 HBM 제작에만 최소 6개월 이상이 소요되는 구조적 특성이 작용했다는 분석이 나온다.

업계에서는 엔비디아가 HBM4 공급을 둘러싸고 '일정 안정성'을 가장 우선에 둔 것으로 보고 있다. 올 하반기 양산을 앞둔 차세대 AI 가속기 '베라 루빈'의 출시 일정에 차질이 생기지 않도록 주요 공급사에 미리 생산 물량을 나눠 준 것이라는 설명이다. 그동안의 거래 이력과 생산 능력, 향후 퀄 테스트 진행 상황 등을 종합적으로 감안한 판단으로 풀이된다.

HBM은 범용 D램과 달리 설계 변경이 쉽지 않고, 적층·패키징 공정까지 거쳐야 하는 고난도 제품이다. 엔비디아가 퀄 테스트가 마무리되지 않은 시점에서부터 물량을 나눈 것도 제품 완성 시점을 맞추기 위한 불가피한 선택이라는 게 업계의 공통된 시각이다. 특히 베라 루빈은 처음으로 HBM4가 탑재되는 제품인 만큼, 일정 지연에 따른 리스크를 최소화하는 것이 엔비디아에겐 최우선 과제다.

이 과정에서 시장에서는 마이크론이 사실상 HBM4 경쟁에서 밀려났다는 분석이 힘을 얻고 있다. 엔비디아의 HBM4 요구 사양이 당초보다 상향되면서 일부 공급사가 이를 안정적으로 맞추는 데 어려움을 겪고 있다는 것이다. 실제 반도체 분석 업체 세미애널리시스는 최근 보고서에서 베라 루빈에 적용되는 HBM4 물량에서 마이크론의 점유율을 0%로 조정하기도 했다.

◆ '최초 출하' 삼성, 점유율은 왜 30% 안팎일까

해당 보고서는 베라 루빈용 HBM4 물량이 SK하이닉스와 삼성전자를 중심으로 공급될 것으로 전망하며, 비중은 SK하이닉스가 약 70%, 삼성전자가 약 30% 수준이 될 것으로 내다봤다.

'최초 출하' 타이틀에 비해 삼성전자의 점유율이 낮다는 평가도 나오지만, 업계에서는 삼성전자가 HBM4를 통해 기술 경쟁력을 먼저 입증하는 한편 수익성과 생산 여건을 감안해 공급 물량을 조절한 전략적 선택이라는 해석에 무게를 싣고 있다.

삼성전자는 HBM4 개발 과정에서 사실상 '기술력 올인' 전략을 택했다. HBM4의 핵심인 베이스 다이에 4나노 파운드리 공정을 적용하고, 코어 다이에는 10나노급 6세대(1c) D램을 사용했다. 이는 업계 최고 수준의 조합이지만 동시에 원가 부담과 수율 리스크를 함께 안고 가는 선택이기도 하다.

업계에서는 공정 성숙도가 높은 경쟁사의 1b D램 대비 1c D램은 아직 수율 측면에서 불리할 수밖에 없다는 평가가 나온다. 고객과의 계약 방식에 따라 차이는 있지만 일반적으로 수율이 낮을수록 수익성도 함께 낮아진다. 삼성전자가 HBM4를 무리하게 확대하기보다는 기술력을 입증하는 선에서 공급 물량을 조절하고 있다는 분석이 나오는 배경이다.

◆ 생산 능력의 한계…"만들고 싶어도 못 만든다"

현실적인 생산 능력 역시 변수다. 삼성전자의 HBM4 핵심 재료인 1c D램 생산 능력은 월 7만 장 안팎으로, 전체 D램 캐파의 10% 수준에 불과한 것으로 알려졌다. 회사가 평택캠퍼스 4공장 증설에 나섰지만, 생산 능력이 본격적으로 확대되기까지는 시간이 필요하다.

여기에 그래픽처리장치(GPU)와 HBM을 하나의 패키지로 묶는 첨단 패키징 공정까지 거치면 실제 출하 가능한 물량은 더 줄어든다. 업계 관계자는 "삼성전자 입장에선 HBM4를 더 만들고 싶어도 현재 구조에선 물리적 한계가 있다"고 말했다.

업계에서는 생산 능력과 수율이 안정화되는 시점을 기점으로 삼성전자가 HBM4 공급 비중을 점진적으로 확대할 여지가 있다고 보고 있다. 초기에는 '세계 최초 출하'를 통해 기술 경쟁력을 입증하고, 이후에는 캐파 확충과 공정 성숙도를 바탕으로 점유율과 수익성을 동시에 끌어올리는 전략이라는 분석이다.

업계 관계자는 "HBM4 경쟁의 승부처는 단기적인 점유율보다, 얼마나 안정적으로 물량을 늘릴 수 있는 구조를 갖추느냐에 달렸다"고 분석했다.

kji01@newspim.com