[실리콘 디코드] 삼성전자, 12단 HBM3E 성능 안정화 성공…구글 TPU 수주 확대 시동

삼성전자 (Samsung Electronics) 가 12단 고대역폭 메모리(HBM3E)의 성능 안정화에 성공하며, 구글의 인공지능(AI) 가속기 시장에서 점유율 확대를 노리고 있다. 이는 AI 칩에 사용되는 첨단 메모리 시장 경쟁이 격화되는 가운데, 삼성전자가 HBM 시장에서 SK하이닉스가 누리던 독점적 우위를 따라잡을 핵심 동력이 될 전망이다.

15일(현지시각) 디지타임스와 업계 소식통에 따르면 삼성전자가 구글의 TPU(Tensor Processing Unit) 설계를 담당하는 브로드컴에 공급하는 12단 HBM3E의 비중을 늘리고 있는 것으로 알려졌다. 이는 고성능 메모리에 대한 수요가 증가함에 따라 구글의 TPU 프로그램에서 삼성전자의 입지가 점진적으로 확대될 것임을 예고한다.


현재 구글의 7세대 TPU는 삼성전자와 SK하이닉스가 모두 공급하는 8단 HBM3E를 사용하고 있다. 그러나 곧 출시될 업그레이드 버전인 TPU v7e는 더 높은 컴퓨팅 성능과 까다로운 AI 워크로드를 지원하기 위해 12단 HBM3E를 채택할 예정이다.
올해 초까지만 해도 SK하이닉스가 TPU v7e의 12단 HBM3E를 단독 공급할 것이라는 전망(뱅크오브아메리카 메릴린치 인용)이 우세했으나, 삼성전자가 12단 제품 성능을 안정화하면서 이러한 가정은 재검토되고 있는 것으로 알려졌다. 업계 관계자들은 대량 생산 테스트 결과, 삼성전자와 SK하이닉스의 12단 HBM3E가 거의 유사한 성능 수준을 보였다고 전했다. 12단 HBM3E는 GPU 성능 향상 및 대규모 언어 모델(LLM) 워크로드 지원에 결정적인 요소로 작용한다.


삼성전자가 12단 HBM3E의 안정적인 수율을 확보한 것은 구글 TPU 설계를 총괄하는 브로드컴과의 관계가 큰 영향을 미쳤다는 분석이다. 브로드컴은 AI 프로세서 시장의 지배자인 엔비디아와 달리, 메모리 검증 및 시스템 설계에 있어 더 유연한 접근 방식을 취하는 것으로 평가된다.

엔비디아가 메모리 공급업체들에게 공격적인 목표를 달성하도록 압박하며 지속적으로 제품 재설계와 성능 개선을 요구하는 반면, 브로드컴은 비용 효율성과 마진에 중점을 두고 고객의 정의된 사양을 충족하는 데 주력하는 것으로 알려져 있다. 브로드컴이 절대적인 성능 한계보다는 사양 충족을 우선시하기 때문에, 공급업체에 대한 테스트 및 검증 부담이 상대적으로 낮다. 이는 특히 경쟁력 있는 가격으로 대규모 물량 공급 능력을 갖춘 삼성전자에게 매력적인 파트너십 조건이 되었다.

삼성전자는 HBM3E 시장에서 SK하이닉스와의 격차를 좁히기 위해 성능 조정과 더불어 가격 유연성을 보이고 있다. 삼성 HBM3E의 가격은 현재 SK하이닉스가 공급하는 동급 제품보다 약 20% 낮은 수준으로 책정된 것으로 추정된다.

삼성전자가 12단 HBM3E 개발에 박차를 가하는 배경에는 과거 엔비디아와의 공급 실패 경험이 있다. 삼성전자가 HBM 제품에 대한 엔비디아 인증을 확보하는 데 어려움을 겪었을 당시, 고위 임원들이 젠슨 황(Jensen Huang) 엔비디아 CEO를 직접 만나 공급업체로서의 역할을 강화하려 시도했다. 당시 황 CEO는 최고 수준의 공급업체가 되려면 최신 HBM 제품에서 12단 적층 구조를 달성해야 한다고 언급했던 것으로 전해진다. 삼성전자의 최근 발전은 이러한 엔비디아의 기준에 근접하고 있음을 시사하며, AI 메모리 경쟁이 더욱 치열해지고 있음을 보여준다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com