삼성전자의 엔비디아 D램 납품이 경쟁사인 SK하이닉스보다 늦어지면서 경쟁력 하락 우려가 나타나고 있다.

특히 최근에는 삼성전자 내부에서 D램에 대한 전면 재설계가 이루어지는 것으로 알려지면서 내부 구조가 변화할 가능성도 보인다.

이에 삼성전자의 주력 상품인 반도체 경쟁력과 D램 설계, 납품 지연 원인 등을 정리했다.

▲ HBM, 12단 납품 시기는?

HBM은 지난 2013년 개발된 고대역폭 메모리로 기존 D램과 비교해 데이터 처리 속도를 크게 높이면서 AI 발전과 함께 주목을 받았다.

특히 수직으로 쌓은 반도체를 전극으로 연결하는 최첨단 기술 ‘TSV’를 적용하면서 성능과 더불어 전력 소모도 줄였다.

지난 2022년부터 HBM의 수요가 크게 늘어나기 시작했는데, HBM을 처음 개발한 SK하이닉스가 지난해부터 엔비디아에 제품을 공급하는 동안 삼성전자는 AMD 등의 다른 기업에게만 HBM을 납품하는 상황이다.

현재까지 여러 번의 HBM 테스트를 거쳤으며, 엔비디아로부터 긍정적인 피드백을 받으며 8단 HBM을 납품할 것이라는 기사도 등장했으나 삼성전자 측에서는 이를 부인한 바 있다.

이에 일각에서는 매출 비중 60% 이상의 주력 상품이자 분야 1위를 지켜왔던 삼성전자의 D램 기술력에 우려의 시선을 보내고 있다.

한편 업계에 따르면 올해 초부터 삼성전자 DS(디바이스 솔루션) 부문이 현행 D램 개발 방식을 원점 재검토한다는 목소리도 나오고 있다.

이는 이미 양산 중인 D램도 모두 포함하는 결정으로, 설계 자체의 오류를 인지하고 바꾸기 위함이라는 설명이다.

삼성전자 [연합뉴스 제공]

▲ HBM 미래 전략은?

향후 삼성전자는 재설계를 통해 D램 칩 사이즈를 키울 것으로 보인다.

이 경우 생산성 및 성능도 향상하지만, 무엇보다 ‘수율’을 높이는 데 효과적일 전망이다.

수율은 투입한 양 대비 만들어내는 칩의 양으로, 기존에는 주로 칩의 크기를 줄여 더 많은 칩을 만들면서 수율을 높였다.

그러나 점차 칩의 크기가 초소형화되면서 작은 결함으로도 불량 칩이 양산되는 사례가 증가했다.

이에 삼성전자와 같이 D램의 크기를 다시 키우는 것은 결함으로 인한 불량품 발생률을 낮추는 전략으로 볼 수 있다.

삼성전자가 변경하는 제품은 6세대 ‘1c’ D램으로, 올해 하반기 양산을 목표로 하고 있는 차세대 모델이다.

제품 특징으로는 회로 선폭을 10nm(나노미터) 내외로 줄이면서 효율을 높였다는 점이 있다.

향후 삼성전자는 1c D램을 6세대 HBM인 ‘HBM4’에 탑재한다는 방침이다.

현재 최신 D램으로 사용되는 HBM3E보다 앞선 제품을 빠르게 만들어 경쟁력을 높인다는 의도로 볼 수 있다.

실제로 마이크론과 SK하이닉스 등은 HBM4에 더 안정적인 12nm~13nm 회로의 ‘1b’ D램을 채택한 바 있다.

삼성전자 관계자는 “HBM 제품은 이전부터 지속적으로 개선해오고 있으며 지난해 실적발표에서도 공개했다시피 올해 2분기부터 개선 제품에 대한 가시적 공급 증가가 있을 것”이라고 말했다.

현존 최고 레벨 모델인 HBM3E [삼성전자 제공]