삼성전자·SK하이닉스, 차세대 AI 반도체 선점 경쟁 격화

HBM·D램 개발서 ‘진검승부’

6세대 HBM4 양산 놓고 각축 치열
삼성, 2025년 개발·2026년 생산 계획
SK, TSMC와 손잡고 2026년 양산

삼성, 연내 6세대 10나노 D램 목표
SK, 삼성보다 앞선 3분기로 계획
인텔도 ASML 장비 도입 추격 나서

삼성전자와 SK하이닉스가 인공지능(AI) 시대 차세대 반도체 시장 선점을 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 신제품 개발과 양산 시기를 두고 각축을 벌이며 동맹을 강화하고 있다. 인텔도 가세하면서 글로벌 반도체 전쟁 전선이 확대되고 있다.

21일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 최근 차세대 반도체 양산 계획을 잇따라 공개했다. 차세대 반도체는 누가 먼저 시장에 내놓느냐가 중요하기에 시장의 주목을 받았다.

8단 5세대 고대역폭메모리(HBM)3E는 SK하이닉스가 지난 1월 양산을 시작하면서 앞섰다. 삼성전자는 상반기에 8단 HBM3E를 본격 양산할 계획이다.

12단 HBM3E 개발은 삼성전자가 먼저다. 지난 2월 개발에 성공했다. 하반기 양산과 미 반도체 기업 엔비디아 납품을 추진하고 있다. SK하이닉스도 상반기 12단 HBM3E 시제품을 엔비디아에 전달한 것으로 알려졌다.

양사는 6세대 HBM4 개발에도 승부수를 던졌다. 삼성전자는 내년 HBM4 개발, 2026년 양산 로드맵을 세워 둔 상태다. HBM4 제품은 16단까지 높여 8, 12, 16단 3개 선택지를 제공한다는 계획이다.

SK하이닉스도 HBM4 양산 시기를 2026년으로 잡았다. 이를 위해 SK하이닉스는 파운드리(반도체 위탁생산) 세계 1위 업체인 대만 TSMC와 손잡았다. SK하이닉스는 TSMC가 보유한 로직 초미세 선단 공정에서 HBM4를 생산할 것으로 보인다.

SK하이닉스·TSMC 동맹에 맞서 삼성전자는 생산과 파운드리, 패키징까지 전 공정을 갖춘 유일한 반도체 기업이라는 강점을 내세워 고객 맞춤형 HBM 제공 전략을 세워둔 상태다.

D램에서도 양사는 맞붙였다. 삼성전자는 최근 온디바이스 AI에 필요한 LPDDR5X(저전력 이중데이터속도 5X) D램을 발표했다. 동작 속도가 10.7Gbps(초당 기가비트)로 업계 최고다. 지난해 SK하이닉스가 선보인 모바일용 D램인 LPDDR5T의 최고 9.6Gbps를 앞선 것이다.

이와 함께 삼성전자는 연내 6세대 10㎚(나노미터·10억분의 1m)급 D램, 2026년 7세대 10나노급 D램 양산을 목표로 하고 있다. SK하이닉스는 연말 양산 예정인 삼성전자보다 앞선 3분기에 6세대 10나노급 D램을 시장에 내놓는다는 계획이다.

시장조사업체 트랜스포드 자료를 보면 지난해 4분기 D램 시장 점유율은 삼성전자가 45.5%, SK하이닉스가 31.8%였다. HBM 시장 점유율은 지난해 SK하이닉스가 53%, 삼성전자가 35%로 또 다른 양상이다. 차세대 반도체 개발에 시장 판도가 달라질 수 있어 양사가 신경을 곤두세우고 있다.

이런 가운데, 미국 반도체 기업 인텔은 네덜란드 반도체 장비 기업 ASML의 첨단 장비를 도입하며 TSMC와 삼성전자 따라잡기에 속도를 내기 시작했다. 인텔은 지난 18일 미국 오리건주 연구개발(R&D) 센터에 ASML의 차세대 노광장비(하이 NA EUV)를 설치했다. 하이 NA EUV는 반도체 회로를 더 세밀하게 그릴 수 있는 차세대 장비로, 파운드리 업체 중 도입은 인텔이 처음이다.

인텔은 올 연말 1.8나노 공정 양산을 목표로 하고 있다. 계획대로라면 내년 2나노급 양산 예정인 TSMC와 삼성전자보다 빠르다.

이진경 기자 [e-mail]