[녹색경제신문 = 문슬예 기자] 엔비디아와 '깐부'를 맺은 삼성전자가 HBM3E 퀄(Qualification) 통과에 이어 HBM4 양산 진입 역시 앞당길 수 있을 것으로 보인다. 글로벌 주요 HBM 공급사 중 삼성전자, SK하이닉스가 엔비디아의 변경된 제품 요구 사양에 맞춰 HBM4 샘플을 공급한 반면, 마이크론은 엔비디아의 요구치 미달로 재설계에 돌입한 것으로 알려졌다. 

6일 대만 유력 테크 매체인 디지타임스(DigiTimes)에 따르면, 마이크론의 HBM4 샘플이 엔비디아의 상향 조정된 I/O(핀당) 동작 속도와 데이터 신호 무결성(전송 안정성)을 충족하지 못했다. 이에 마이크론의 HBM4 양산 및 제품 공급 시점이 2027년 이후로 연기될 수 있다는 관측이다. 디지타임스는 TSMC 등 대만 반도체 공급망 이슈를 가장 빠르게 보도하는 IT 전문 매체다.

더불어 최근 홍콩 소재 유력 증권사인 GF증권 역시 리포트를 통해 “마이크론이 엔비디아의 변경된 요구 사양을 충족시키기 위해 HBM4를 재설계하고 있으며, 초기 공급 시점이 늦춰질 것”이라고 분석했다. 시장에서 설왕설래를 거듭하던 마이크론 HBM4 재설계 이슈가 사실상 국제적으로도 '팩트'로 공인 받는 모양새다. 

반도체 업계에 따르면 엔비디아는 최근 차세대 AI 가속기 ‘루빈(Rubin)’에 탑재할 HBM4의 I/O 속도를 기존 8Gbps에서 10Gbps 이상으로 상향했다. HBM4의 I/O 개수가 2048개로 확정된 상태에서, AI 모델의 연산량을 감당할 수 있는 메모리 대역폭을 확보하려면 핀당 동작 속도 상향이 필요했다는 분석이다. 

해당 과정에서 삼성전자와 SK하이닉스는 상향 사양을 반영한 샘플을 엔비디아에 제출했지만, 마이크론은 재설계에 돌입하며 기술 격차가 드러났다는 전언이다. 마이크론은 HBM4 패키징의 베이스 다이(Base Die)를 기존 D램 다이로 수행하지만, 삼성전자와 SK하이닉스는 로직(파운드리)다이로 전환했다. 발열, 신호 지연 문제를 해결하고, 전력 효율까지 개선하기 위한 조치다. 베이스 다이는 HBM의 '신호 관제탑' 격이다.

반도체 업계 현장의 전언도 유사한 맥락이다. 마이크론의 최대 고객사 밴더 핵심 관계자 역시 "워낙 강력한 NDA(비밀유지협약)이 걸려 있어 재설계와 관련한 정보는 구체적으로 파악하기는 힘들지만, 최근 마이크론 싱가포르 설비의 스케줄이 1년 가량 딜레이되는 분위기"라면서 "최근 불거지고 있는 HBM4 재설계 이슈와 연관성이 있는 걸로 보인다"고 전했다.  

마이크론은 올해 1월 싱가포르 우드랜즈 지역에 70억 달러(약 10조1800억원)를 투입해 첨단 HBM 패키징 시설을 건설한다고 밝힌 바 있다. 글로벌 공급망 강화와 아시아 시장 수요를 노린 전략적 결정이다.  

이에 따라 3파전 구도로 흘러가던 HBM4 양산 진입과 관련 마이크론이 대오에서 일정 기간 밀려나면서 2파전 구도로 흘러갈 공산이 매우 커진 상황이다. 삼성전자 입장에서는 공급망 경쟁에서 일거에 전세를 역전할 수 있는 발판이 마련된 셈이다. 삼성전자는 이미 엔비디아를 포함한 주요 고객사에 HBM4 샘플 출하를 마쳤으며, 양산 준비를 완료한 상황이다.

앞서 SK하이닉스는 고객사와 내년도 HBM4 공급 물량 협의를 마치며, 사실상 HBM4 첫 번째 공급사로 지위를 다졌다.  

삼성전자 측은 "HBM4는 당초 설계부터 고객의 요구치를 상회하는 성능 목표로 개발해, 11Gbps 이상 성능 확보가 가능한 샘플을 전달했다”면서 "모든 고객사에 샘플 출하를 완료했고 고객 일정에 맞춰 양산 준비가 됐다"고 밝혔다. 

특히 삼성은 HBM4의 핵심 기술인 1c(10나노급 6세대) D램 설계를 성공적으로 완료하면서 관련 개발팀에 약 5억원 규모의 자사주 성과급을 지급한 것으로 알려졌다. 파운드리 패키징 관련 기술력을 이미 공인 받고 있는 상황이다. 

반도체 공급망에 정통한 업계 관계자는 “현재 엔비디아 입장에서는 HBM 물량이 절대적으로 부족한 상황이라 특정 ‘솔 벤더(단독 공급자)’ 체제로 가기 어려운 구조”라며 “엔비디아는 SK하이닉스에 더해 삼성과의 협업도 적극 확대하는 기조이며, 삼성 역시 엔비디아 일정에 맞춰 HBM4를 적기 양산할 것”이라고 말했다.

한편, 삼성전자와 SK하이닉스는 지난 ‘SEDEX 2025’에서 12단(36GB) 구성의 HBM4 샘플을 공개했다. 

삼성은 최대 11Gbps I/O 속도와 2.8TB/s 대역폭을, SK하이닉스는 10Gbps 이상, 2.6TB/s 이상 대역폭을 제시했다. HBM4는 기존 HBM3E와 달리 로직 다이 위에 D램을 직접 적층하는 3D 구조로, D램 미세공정뿐 아니라 TSV, 패키징, 인터포저, 파운드리 공정 등 통합적 역량이 요구된다.

재설계 이슈와 관련해 <녹색경제신문>은 마이크론 한국지사(마이크론세미컨덕터코리아) 측에 해당 건에 대해 질의했으나 관계자는 "한국지사 관련 내용이 아니라 답변하기 힘들다"면서 "본사 사이트 통해서 질의하라"고 말을 아꼈다.