AI發 메모리 전성시대… 삼성·SK ‘게임 체인저’ 기술 경쟁

메모리 양대 강자, 격돌 2R

SK하이닉스, HBM 선점 독주체제
현재 통용 4세대 점유율 90% 육박
5세대도 3월 세계 최초로 양산

삼성, 미래 AI 주도할 CXL 선보여
데이터 처리량 증폭 가능 신기술
2024년 HBM 출하량 최대 2.9배 상향

인공지능(AI)이 메가트렌드로 자리 잡으면서 한낱 부품에 불과했던 메모리 반도체가 주연급 대접을 받는 ‘메모리 센트릭(중심)’ 시대가 도래했다. 글로벌 메모리 시장을 양분한 삼성전자와 SK하이닉스는 AI 메모리 시장을 지배 중인 고대역폭 메모리(HBM)부터 ‘포스트 HBM’ 기술이라 불리는 컴퓨트익스프레스링크(CXL)까지 판도 장악을 놓고 불꽃 튀는 경쟁을 벌이는 모양새다.

곽노정 SK하이닉스 대표이사 사장은 27일 경기 이천시 본사에서 열린 정기 주주총회에서 “내년에도 HBM 수요는 타이트할 것”이라며 자신감을 드러냈다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고성능 제품으로, 챗GPT 등 생성형 AI 등을 구동하는 핵심 부품 중 하나다.

SK하이닉스는 HBM 시장에서 경쟁사에 한 발짝 앞서 있다는 평가를 받는다. 현재 통용되는 4세대 HBM(HBM3)의 점유율이 90%에 육박하고, 5세대 HBM(HBM3E) 또한 이달 세계 최초 양산을 시작했다.

곽노정 SK하이닉스 대표이사 사장이 27일 경기도 이천 본사에서 열린 제76기 정기주주총회에서 발언하고 있다. SK하이닉스 제공

곽 사장은 올해 AI 시대가 본격 개화할 것을 대비해 ‘토털 AI 메모리 공급자’ 리더십을 더욱 강화하겠다고 강조했다.

그는 주총 전 ‘주주들에게 보내는 레터’에서 이미 6세대 HBM(HBM4) 개발을 진행하고 있고, 온디바이스 AI향 고성능·저전력 모듈 LPCAMM2 신제품 등을 준비하고 있다고 밝혔다. 온디바이스 AI란 클라우드 등 외부 서버를 거치지 않고 기기 내에서 AI를 구현하는 것으로, 스마트폰 등 모바일과 PC 분야에서 주목받고 있다.

삼성전자는 AI 시대를 주도하기 위해 HBM과 함께 CXL를 앞세우겠다는 구상이다.

삼성전자는 26일(현지시간) 미국 캘리포니아주 실리콘밸리에서 열린 글로벌 반도체 학회 ‘멤콘 2024’에서 한 기조연설에서 메모리 용량은 CXL 기술이, 대역폭(메모리에서 한 번에 빼낼 수 있는 데이터의 양)은 HBM이 미래 AI 시대를 주도할 것이라고 밝혔다.

‘빠르게 연결해서 연산한다’는 뜻의 CXL은 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU), 메모리 반도체를 연결하는 ‘데이터 고속도로’를 뚫어 병목현상을 해소하는 기술이다. 생성형 AI 발전으로 데이터 처리량이 폭증하면서 HBM에 이은 AI 메모리 ‘게임체인저’로 기대를 모으고 있다.

업계에선 선두주자로 삼성전자를 꼽는다. 삼성전자는 2021년 5월 CXL 기반 솔루션인 CMM-D(CXL 메모리 모듈 D램)를 개발했고, 현재 전 세계에서 유일하게 256기가바이트(GB) CMM-D 샘플을 공급할 수 있는 업체다.

최진혁 삼성전자 미주 메모리연구소장(부사장)은 기조연설에서 기존 CMM-D와 함께 업계 최초로 낸드와 D램을 함께 사용하는 CMM-H(하이브리드), 여러 대의 서버에서 사용되는 메모리를 하나의 풀로 묶어 관리하는 메모리 풀링 솔루션인 CMM-B(박스) 등 신기술을 대거 발표해 눈길을 끌었다.

황상준 메모리사업부 D램 개발실장(부사장)은 “올해 삼성전자의 HBM 출하량을 최대 2.9배 늘릴 수 있다”고 강조하며 공격적인 시장 공략을 선언했다. 또 개발 중인 HBM4의 코드명 ‘스노우볼트’를 공개하며, HBM4부턴 적층된 메모리를 컨트롤하는 가장 아래층인 ‘버퍼 다이’에 로직 공정을 도입해 고객사가 원하는 맞춤형 HBM을 제작하겠다고 예고했다.

이동수 기자 [e-mail]