삼성전자가 엔비디아에 8단 HBM3E(5세대 고대역폭 메모리) D램을 공급할 가능성이 커짐에 따라 그동안 SK하이닉스가 독점하던 최신 HBM 시장 경쟁이 한층 치열해지게 됐다. 삼성전자는 주로 엔비디아에 HBM을 공급하던 SK하이닉스와 달리 전 세계 D램 업체 가운데 가장 우수한 생산능력(캐파)을 토대로 엔비디아·AMD·리벨리온뿐만 아니라 브로드컴 등으로 HBM3E 공급사를 확대하며 시장점유율을 키우는 전략을 펼칠 것으로 예측된다.

7일 반도체 업계에 따르면 로이터통신이 삼성전자가 엔비디아에 8단 HBM3E를 공급하기 위한 퀄테스트(품질검증)를 통과했다고 보도하자 삼성전자 주가는 장이 열린 후 일시에 4% 급상승하는 등 강세를 보이고 있다.

시장에서 삼성전자 HBM3E D램 공급처 확대에 많은 기대를 하고 있음을 보여주는 방증이다.

삼성전자는 그동안 엔비디아의 HBM 발열제어 요구(최대 가동시 95도 이하)를 만족시키지 못해 퀄테스트를 통과하지 못했으나, 이제 HBM3E 샘플칩 성능이 엔비디아 요구를 충족할 정도로 향상된 것으로 풀이된다. 

삼성전자가 엔비디아와 HBM3E 납품 계약을 맺을 경우 신형 인공지능(AI) 반도체인 '블랙웰' 생산이 본격화되는 올 4분기부터 공급할 것으로 예측된다.
 
대만 시장조사업체 트렌드포스는 올해 HBM 시장을 놓고 삼성전자와 SK하이닉스가 각각 47~49%대 점유율을 차지하고 남은 2~3% 정도를 마이크론이 차지할 것으로 예측했다. 하지만 구체적으로 들여다보면 SK하이닉스는 비싼 HBM3(4세대) 이상 최신 HBM 비중이 높은 반면 삼성전자는 상대적으로 저렴한 구형 제품인 HBM2E(3세대) 비중이 높아 매출·영업이익 면에서 격차가 있었다.

업계에선 HBM 주 수요처인 엔비디아가 뚫림에 따라 올해 삼성전자 HBM 매출·영업이익이 당초 시장의 예측보다 한층 커질 것으로 기대하고 있다. 실제로 삼성전자는 지난달 2분기 실적 콘퍼런스콜에서 "생성 AI 수요에 힘입어 전분기 대비 HBM 매출이 50% 이상 증가했다"며 "올 하반기에는 고부가가치 제품에 적극 대응하며 HBM3E 판매 비중을 늘릴 예정"이라고 밝힌 바 있다.
  삼성전자는 현재 엔비디아의 경쟁사인 AMD와 국내 AI칩 팹리스인 리벨리온에 HBM3E 공급을 확정한 상황이다. AMD는 최신 AI칩은 'MI325X'와 'MI350'에 삼성전자 8단 HBM3E를 탑재할 계획이다. 리벨리온도 올 4분기 설계가 마무리되는 최신 AI칩 '리벨'에 삼성전자 8단 HBM3E를 탑재한다.

엔비디아가 삼성전자 8단 HBM3E를 어떤 AI칩에 활용할지는 미지수다. 업계에선 사전에 계약한 SK하이닉스 8단 HBM3E를 블랙웰에 우선 탑재하고, 고객 수요에 따른 블랙웰 추가 생산분과 기존 AI칩인 '호퍼'에 삼성전자 제품을 탑재할 것으로 보고 있다. 마이크론이 공급한 HBM3E는 전량 호퍼에 활용한다.

엔비디아 퀄테스트 통과로 탄력을 받은 삼성전자는 앞으로 새 HBM 대형 고객으로 주목받고 있는 브로드컴 공략에 주력할 방침이다. 브로드컴은 구글 등 빅테크와 협력해 클라우드상에서 이용할 수 있는 학습·추론용 AI칩을 주문 제작해주고 있다. 구글 TPU(텐서플로유니트) 등이 대표적인 사례다. 

업계에 따르면 브로드컴은 구글이 제작을 요구한 신형 AI칩에 최신 HBM D램 탑재를 확정하고 삼성전자와 SK하이닉스에 샘플칩 공급을 요청했다. 하지만 SK하이닉스는 내년 생산 물량까지 엔비디아와 공급 계약을 마친 상황이라 상대적으로 생산능력에 여유가 있는 삼성전자와 협력을 강화할 것으로 알려졌다.

업계 관계자는 "삼성전자는 세계 최대 메모리 기업이자 종합반도체기업(IDM)으로 고객이 원하는 메모리 수요를 맞추는 데 강점이 있는 회사"라며 "(엔비디아 HBM3E 공급을 계기로) 수율·발열제어 등 기술 면에서 경쟁사를 따라잡은 것으로 풀이되는 만큼 메모리 생산능력이라는 회사 본연의 강점과 시너지 효과를 일으켜 HBM D램 시장 점유율 1위 자리를 되찾을 가능성이 커졌다"고 분석했다.