'기술의 삼성'…석달 만에 차세대 HBM 공급

삼성전자가 세계 최초로 7세대 고대역폭메모리(HBM)인 HBM4E 샘플 출하를 시작하며 인공지능(AI) 메모리 시장에서 주도권 굳히기에 나섰다. 지난 2월 HBM4를 업계 최초로 양산 출하한 데 이어 차세대 제품에서도 글로벌 경쟁사를 제치고 먼저 납품해 기술 우위를 확실히 증명했다는 평가가 나온다.

삼성전자는 HBM4E 12단 제품 샘플을 최근 핵심 고객사에 납품했다고 29일 발표했다. 고객사는 엔비디아로 추정된다. 삼성전자가 3월 엔비디아 GTC 2026 행사에서 예고한 ‘3분기 공급 로드맵’을 한 분기 앞당긴 성과다. 이 제품은 엔비디아가 내년 출하를 목표로 하는 차세대 AI 가속기 루빈 울트라에 탑재될 것으로 보인다.

HBM4E에는 HBM4에서 검증된 10나노급 6세대(1c) D램과 자체 4나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 파운드리 공정을 적용했다. 속도는 최대 16Gbps(초당 기가비트)로 HBM4 대비 20% 이상 향상됐다. 초당 4테라바이트(TB) 수준의 대역폭을 구현해 발열, 전력 효율, 적층 등 기술 난도를 크게 높였다. 용량도 12단 기준 48기가바이트(GB)로 전작보다 30% 이상 늘렸다.

조기 출하 배경에는 전영현 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문장(부회장) 주도하에 단행된 근원적 기술 회복 노력이 자리 잡고 있다는 분석이 제기된다. 삼성전자는 지난해 하반기부터 1c D램 수율과 성능을 최대치로 끌어올려 초미세 공정의 안정성을 극대화했다. 경쟁사들이 외부 파운드리에 의존하는 것과 달리 HBM 하단 베이스 다이에 자체 4㎚ 파운드리 공정을 도입해 정보 처리 속도를 차별화한 것도 장점이다. 삼성전자 HBM4가 안정적으로 생산되고 있는 만큼 HBM4E의 양산 전환 속도도 빠를 것이란 전망이 나온다.

삼성전자는 기술 격차를 더 벌리기 위해 HBM4E에 최첨단 패키징 기술인 하이브리드 본딩 공정을 업계 최초로 적용할 것으로 예상된다. 칩과 칩 사이 간격을 없애 전체 두께를 줄이면서도 전기 배선을 확대할 수 있는 기술이다. 고적층 구조에서 발생하는 발열과 성능 저하 문제를 해결할 핵심 열쇠로 꼽힌다. 삼성전자는 차세대 제품인 HBM5도 개발 중이다.

‘메모리-파운드리-첨단 패키징’까지 이어지는 삼성전자의 원스톱 턴키 공급 능력도 독보적 경쟁력으로 부상하고 있다. HBM4부터는 범용 제품 중심에서 고객 맞춤형 솔루션으로 시장 구조가 급변하고 있기 때문이다.

김채연 기자 why29@hankyung.com