삼성전자가 엔비디아 공급망에 합류하면서 고대역폭메모리(HBM) 시장 경쟁이 한층 가열되고 있다. 삼성전자는 SK하이닉스·마이크론에 이어 세 번째로 엔비디아에 5세대 HBM3E를 공급하게 되며 차기 6세대 HBM(HBM4)을 둘러싼 개발 및 점유율 경쟁에도 본격 뛰어든다. 그간 SK하이닉스가 시장을 주도해 왔으나 HBM4부터는 엔비디아의 공급망 다변화 전략과 맞물려 시장판도가 달라질 수 있을 것으로 점쳐진다.

21일 업계에 따르면 삼성전자는 'HBM3E 12단'의 품질 개선을 최근 엔비디아로부터 인정받았으며 조만간 제품 납품을 시작할 예정이다. 삼성전자가 지난 2024년 2월 HBM3E 12단 개발을 마친 후 1년 6개월 만이다.

삼성은 미국의 반도체 설계업체 MD와 브로드컴에는 HBM3E를 납품하고 있지만 엔비디아의 품질 테스트는 수차례 통과하지 못했다. 이에 경쟁사 대비 기술력이 뒤처진다는 의견이 나왔었다. 그러나 이번 품질 테스트 통과는 그간 제기돼 온 발열 등 기술 논란을 해소하고 삼성전자의 시장 내 지위 회복의 기회를 잡았다는 평가가 따르고 있다.

삼성전자의 HBM3E 12단의 엔비디아 납품 물량은 1만개 수준의 소량일 것으로 관측된다. 업계에서는 삼성전자가 엔비디아 HBM 공급망에서 점유율을 추가 확보할 경우 실적 개선의 전기가 만들어질 것으로 내다보고 있다.

다음 승부처인 6세대 HBM4에서도 메모리 3사는 이미 치열한 경쟁에 돌입한 상황이다. 3사 모두 엔비디아 등 주요 고객사에 HBM4 샘플 전달을 마쳤고 내년 출시되는 엔비디아 신제품 AI가속기 루빈 탑재를 노리고 있다.

엔비디아는 HBM4를 만드는 글로벌 반도체 업체들에게 국제반도체표준화기구(JEDEC)에서 정한 8Gbps보다 더 높은 10Gbps 동작 속도를 요구한 것으로 알려졌다. SK하이닉스는 이미 10Gbps 속도를 충족했다고 공식화한 가운데 삼성전자도 요구 성능을 맞춘 샘플을 납품 예정인 것으로 전해졌다.

전문가들은 HBM3E 시장은 사실상 SK하이닉스 독점 체제였으나 HBM4부터는 삼성전자와 마이크론 등으로 점유율이 분산될 가능성이 높을 것으로 보고 있다. 데이터센터와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장 확대로 HBM 수요가 급증하는 가운데 엔비디아가 공급망 다변화를 추진할 것이라는 판단에서다.

이종환 상명대 시스템반도체학과 교수는 "삼성전자의 엔비디아 HBM3E 공급이 성사되면 엔비디아에 첫 납품이라는 점에서 의미가 크다"라며 "이를 계기로 HBM4 시장에서도 보다 희망적인 상황이 전개될 수 있으며 엔비디아가 주요 고객인 만큼 향후 물량 확대 시 삼성전자 역시 많은 물량을 확보할 수 있을 것"이라고 말했다.

이어 "향후 HBM4 시장의 승부처는 신뢰성과 양산성"이라며 "HBM4 퀄 승인을 받더라도 신뢰성과 양산성 등 품질 측면에서 문제가 없고 지속적으로 공급할 수 있다는 점을 엔비디아에 입증해야 공급 기회를 얻을 수 있을 것"이라고 덧붙였다.