[FETV=양대규 기자] 올해 메모리 반도체 시장 주도권은 6세대 고대역폭메모리(HBM)와 여기에 탑재되는 D램(DRAM)의 양산 능력에 달렸다고 해도 과언이 아니다.

이에 삼성전자와 SK하이닉스는 최신 고부가가치 반도체의 수율 확보를 위해 치열하게 경쟁 중이다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 2023년 SK하이닉스의 전 세계 HBM 시장 점유율은 53%로 절반을 넘겼다. 삼성전자는 38%의 점유율을 확보했다. 지난해에도 SK하이닉스가 엔비디아에 HBM3E를 거의 독점적으로 납품하면서 양사의 점유율 순위는 변동이 없을 것으로 보인다.

13일 업계에 따르면 삼성전자가 6세대 HBM인 HBM4 양산을 위한 6세대 10나노(nm)급 1c D램 수율 확보에 전력을 쏟고 있다. 삼성전자는 1c D램을 HBM4에 탑재할 계획이다. SK하이닉스는 HBM4에 5세대 1b D램을 적용하고, 7세대 HBM4E부터 1c D램을 적용할 것으로 알려졌다.

10나노(nm)급 D램은 1x(1세대)-1y(2세대)-1z(3세대)-1a(4세대)-1b(5세대)-1c(6세대) 순으로 진화해 왔다. 6세대인 D1c의 경우 선폭이 11~12나노 수준이다. 10나노급 D램의 마지막 세대로 볼 수 있다. 기존 5세대 D1b의 경우는 12~13나노, 4세대 D1c의 경우에는 13~14나노 수준으로 알려졌다.

현재 SK하이닉스는 1c D램을 2월 양산할 것으로 알려졌다. 지난해 8월 1c 16Gb DDR5 D램을 세계 최초로 개발한 이후 양산까지 세계 최초 기록을 이어간다.

삼성전자도 1c D램을 개발하고 있으나 원하는 수율이 나오지 않는 것으로 나타났다. 지난해 10월 삼성전자도 1c D램의 개발에 성공했다. 삼성전자는 오는 6월까지 1c D램을 본격적으로 양산하면서 하반기에 생산될 HBM4에 적용할 것으로 알려졌다. SK하이닉스보다 한 세대 앞선 D램을 적용해 HBM4의 성능과 전력효율 등을 높일 계획이다.

최신 5세대 HBM3E까지 경쟁은 SK하이닉스가 삼성전자보다 한발 앞서나간다는 평가를 받고 있다. 실제로 SK하이닉스는 HBM의 가장 큰 고객사인 엔비디아의 최신 AI 가속기에 꾸준히 자사의 제품을 납품하며 안정적인 수익을 창출했다.

양사 수장인 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)와 최태원 SK그룹 회장의 관계도 돈독하다. 두 사람은 올해 초 열린 CES 2021에 만나 엔비디아와 SK하이닉스의 차세대 반도체 개발에 대해서 심도 깊은 대화를 나누기도 했다. 당시 최 회장은 젠슨 황과 만난 뒤 “그동안 SK하이닉스의 HBM 개발 속도가 엔비디아의 요구보다 조금 늦었으나, 최근에는 SK하이닉스의 개발 속도가 엔비디아의 요구보다 빠른 역전 현상이 나타나고 있다”고 강조했다.

지난해 열린 SK AI 서밋에서 최 회장은 "(젠슨 황을) 지난번에 만났을 때, HBM4 공급은 예정된 스케줄로 약속이 다 끝나있는 상황인데, '당겨달라'고 말했다"며, "얼마를 당겨야 하는지 물어보니 '6개월을 당겨달라'(고 요구했다)"고 말한 적 있다.

이번 CES에서 최 회장은 6개월을 당기는 것은 물론이며, SK하이닉스의 현재 기술력으로 엔비디아가 요구하는 것보다 더 빠르게 대응할 수 있다는 자신감을 표현한 셈이다.

반면 삼성전자는 HBM3E에서 엔비디아가 요구하는 퀄테스트(품질검증)를 아직도 완전히 통과하지 못한 것으로 알려졌다. 다만 최근 엔비디아 관계자들이 지난주 삼성전자 천안캠퍼스를 방문해 HBM 첨단 패키징 라인을 직접 챙긴 것으로 알려지면서 상반기 중 관련 문제를 해결할 것으로 보고 있다.

이에 삼성전자는 차세대 HMB4에 최신 1c D램을 적용해 SK하이닉스를 따라잡겠다는 계획이다.

반도체 업계 한 관계자는 "HBM3E를 고객사인 엔비디아에 경쟁사보다 늦게 납품하게된 삼성전자가 차세대 제품에 경쟁력 우위를 차지하기 위해 경쟁사보다 한 단계 더 나아간 1c D램을 적용하겠다는 강수를 두었다"며 "삼성전자가 1c D램의 수율을 확보하지 못한다면 이번 강수가 오히려 악재가 될 수도 있다"고 지적했다.