삼성전자, 올 2월 HBM4 양산 출하…‘세계 최초’
불과 4개월 만에 HBM4 매출 10억달러 넘어서
엔비디아 등 주요 빅테크, 삼성 반도체에 러브콜
승기 굳힌 삼성전자, 차세대 AI 메모리 개발 속도
HBM4E·HBM5 등 차세대 HBM 역량 강화 박차

삼성전자 평택캠퍼스 반도체 생산라인. <사진=삼성전자>

삼성전자가 차세대 HBM(고대역폭메모리) 시장에서 점차 독주체제를 굳히고 있다. 당장, 6세대 HBM인 ‘HBM4’ 매출 10억달러(약 1조5403억원)를 돌파하면서, 차세대 HBM 시장에서 독주체제를 굳히는 분위기다.

지난 2월 세계 최초로 HBM4를 양산 출하한지 불과 4개월여 만에 거둔 성과로, 삼성이 ‘HBM 쇼크’에서 벗어나 단기간에 경쟁사들과 격차를 벌이며 차세대 HBM 리더로 우뚝 설 것으로 보인다. 일각에선 삼성전자가 올해 연말께 ‘HBM4 매출 100억달러(약 15조3680억원) 시대’를 열 수 있다는 장밋빛 전망도 나오고 있다.

23일 업계에 따르면 최근 삼성전자의 HBM4 매출이 10억달러를 넘어섰다. 

삼성 HBM4가 지난 2월 첫 양산에 돌입한 지 4개월여만에 1조5000억원의 수익을 거둔 것은 나날이 늘고 있는 첨단 AI 칩 수요 때문이다.

실제 전 세계 AI 칩 수요는 가파르게 치솟고 있다. 시장조사기관 가트너에 따르면 글로벌 AI 반도체 시장 규모는 2024년 818억달러에서 2029년 3902억달러로 연평균 33% 성장할 것으로 전망됐다. 특히 핵심 AI 메모리로 자리매김한 HBM이 반도체 시장의 성장을 주도할 것이라는 게 지배적인 시각이다. 반도체 업계에선 HBM 경쟁력을 확보하는 것이 무엇보다도 중요한 과제로 부상했다.

삼성전자 HBM4. <사진=삼성전자>

삼성전자는 차세대 HBM 역량을 확보하는 데 사력을 다했다. 그 결과, 가장 먼저 HBM4를 양산 출하하는 데 성공하면서 차세대 HBM 시장의 주도권을 거머 쥐었다.

삼성전자는 HBM4 개발 착수 때부터 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 표준을 능가하는 성능을 목표로 설정했다. 이에 따라 최선단 공정 1c(10나노급 6세대) D램을 선제적으로 도입했다. 또 HBM 적층 구조 하단에서 전력·신호를 제어하는 기반 칩인 베이스 다이의 특성을 고려해 성능과 전력 효율 측면에서 유리한 파운드리(반도체 위탁 생산) 4나노 공정을 적용했다.

이러한 독보적인 성능은 삼성전자를 단숨에 글로벌 HBM 시장 내 선두 주자로 발돋움 시켰다.

삼성의 HBM4는 양산 이후부터 AI 반도체 공룡 엔비디아로부터 강력한 러브콜을 받고있다. 최근 방한한 젠슨 황 엔비디아 CEO(최고경영자)는 지난 8일 서울 중구 신라호텔에서 열린 엔비디아 ‘코리아 AI 에코시스템’ 행사에 앞서 전영현 삼성전자 DS(디바이스솔루션) 부문장 부회장과 전격 회동했다.

회동 후 취재진과 만난 전 부회장은 “황 CEO와 오랫동안 같이 협력해 왔는데, 오늘 가장 좋은 얘기를 나눈 것 같다”며 “단기적으로 올해부터 (엔비디아에) HBM4 등을 충분히 공급해야 한다”고 밝혔다.

전영현 삼성전자 DS 부문장 부회장(오른쪽)이 8일 서울 중구 신라호텔에서 젠슨 황 엔비디아 CEO와 만나 기념 촬영을 하고 있다. <사진=연합뉴스>

엔비디아 뿐만이 아니다. 글로벌 빅테크를 비롯한 주요 고객사들도 삼성전자 HBM4를 확보하는 데 열을 올리고 있다.

HBM4을 향한 수요가 빠르게 늘면서 글로벌 HBM 시장에서 삼성전자의 지배력도 큰 폭으로 확대되는 모습이다. 현 추세라면 삼성전자의 올해 HBM 매출이 지난해 대비 세배 이상 증가할 것이란 낙관론도 제기된다.

김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 올 1분기 실적 콘퍼런스콜에서 “HBM4 매출은 올 3분기부터 전체 HBM 매출의 절반을 넘어서고, 올해 연간으로도 과반을 차지할 것이다”며 “올해 HBM 매출은 지난해 대비 세배 이상으로 확대될 것이다”고 자신했다.

일각에선 삼성이 HBM4 출시 첫 해인 올해 100억달러 이상의 매출을 벌어들일 수 있다는 긍정적인 분석마저 내놓고 있다.

HBM4를 앞세워 글로벌 HBM 시장에서 독보적인 입지를 다진 삼성전자는 차세대 HBM 개발을 가속화해 ‘AI 메모리 리더’로 발돋움한다는 구상이다.

삼성전자 HBM4E 12단 제품. <사진=삼성전자>

이같은 목표는 이미 현실화하고 있다. 지난달 29일 삼성전자는 업계 최고 성능의 7세대 HBM인 ‘HBM4E’ 12단 제품 샘플을 글로벌 고객사에 세계 최초로 출하했다.

삼성 HBM4E는 HBM4에서 검증된 1c D램과 4나노 파운드리 공정을 동시에 적용했다. 설계 및 공정 최적화를 통해 독보적인 성능도 구현했다. 핀당 동작 속도는 14Gbps에서 최대 16Gbps까지 지원한다. 이는 이전 세대 HBM4 대비 20% 이상 향상된 수치다.

또 단일 스택 기준 초당 3.6TB의 대역폭을 제공해 LLM(거대언어모델) 및 차세대 AI 시스템의 연산 속도를 극대화해준다. 여기에 전작 대비 에너지 효율은 16%, 열 저항 특성은 14% 이상 개선된 것도 장점이다.

용량도 대폭 확대됐다. HBM4E 12단 제품은 48GB의 고용량을 구현해 전작 대비 용량을 30% 이상 늘렸다.

삼성전자 관계자는 “이번 HBM4E 샘플 공급은 단순한 제품 라인업 확대를 넘어, 향후 수년 간 폭발적으로 성장할 글로벌 AI 인프라 시장에서 삼성의 독보적인 공급 역량과 기술적 우위를 확고히 하는 계기가 될 것이다”고 기대감을 나타냈다.

여기서 끝이 아니다. 삼성은 지난 2일 대만 타이베이에서 열린 ‘컴퓨텍스 2026’에 마련된 삼성디스플레이 전시 부스에서 8세대 HBM ‘HBM5’ 목업(실물 모형)을 처음 공개했다. 삼성전자는 HBM5에 핵심 열관리 기술 ‘HPB(Heat Path Block)’를 본격 적용해 성능과 안정성을 더욱 고도화 하기로 했다.

아울러 삼성 HBM5에 1c D램과 최선단 2나노 파운드리 공정을 선제적으로 적용한다는 목표도 제시했다. 이렇듯 삼성 메모리는 7세대 HBM4E, 8세대 HBM5 등 차세대 HBM 개발에 더 속도를 올려 주요 고객사 수요에 발빠르게 대응할 계획이다.

삼성전자 관계자는 “기술 초격차 전략을 바탕으로 AI 고부가가치 제품 비중을 확대해 AI 메모리 시장을 선도하겠다”고 밝혔다.

[CEO스코어데일리 / 오창영 기자 / dongl@ceoscore.co.kr]