평택 P5 ‘HBM 병기고’ 구축…AI 데이터센터 수요 정조준
P4 D램 월 12만장 증설…HBM4 뒷단 캐파 선제 확충
삼성전자가 차세대 인공지능(AI) 메모리 핵심으로 꼽히는 고대역폭메모리(HBM)4 양산에 세계 최초로 돌입하며 AI 반도체 경쟁의 주도권 확보에 다시 시동을 걸었다. HBM 성능이 곧 AI 칩 성능을 좌우하는 구조가 굳어지면서 삼성전자가 기술 세대 전환을 계기로 시장 판을 다시 흔들 수 있을지 주목된다.
21일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 업계 최고 성능의 HBM4를 세계 최초로 양산 출하했다. HBM4는 기존 세대 대비 데이터 처리 속도와 전력 효율을 대폭 개선한 차세대 AI 메모리로 대형 언어모델(LLM)과 AI 데이터센터 연산 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 평가된다.
HBM은 그래픽처리장치(GPU)와 함께 AI 서버 성능을 결정짓는 핵심 요소로 꼽힌다. AI 모델이 대형화할수록 메모리 대역폭과 전력 효율이 병목으로 작용하는데 HBM4는 이 같은 문제를 해결하기 위해 적층 구조와 인터페이스 성능을 대폭 강화한 것이 특징이다.
6세대 HBM4 출하가 시작되면서 최대 고객인 엔비디아의 공급망 전략에도 관심이 쏠린다. 엔비디아는 차세대 AI 가속기 ‘베라 루빈’의 성능 극대화를 위해 최고 성능 HBM4 확보를 최우선 과제로 두고 공급망을 설계하는 것으로 알려졌다.
업계에서는 엔비디아가 동일 제품군 내 성능 등급을 나눠 공급하는 ‘듀얼 빈(Dual Bin)’ 전략을 적용할 가능성이 크다고 본다. HBM4의 경우 11.7Gbps 이상의 최고 속도 구간과 10Gbps대 차상위 구간을 동시에 운영해 핵심 제품에는 최상위 사양을 적용하고 일부 제품에는 차상위 제품을 병행하는 방식이다. 빅테크 입장에서는 모든 물량을 최고 사양으로 채우기 어려운 만큼 성능과 수급 효율을 동시에 관리하는 현실적 해법으로 평가된다.
삼성전자는 이번 HBM4 양산을 통해 AI 메모리 시장에서 기술 리더십을 강화하고 공급 대응 능력을 동시에 확보하겠다는 전략이다. 특히 평택사업장 2단지 5라인(P5)을 HBM 생산의 핵심 거점으로 활용할 계획이다. P5 라인은 2028년부터 본격 가동될 예정이며 AI·데이터센터 중심의 중장기 수요 확대 국면에서도 안정적인 공급 역량을 확보하는 역할을 맡게 된다.
생산 기반 확대도 병행한다. 삼성전자는 평택 P4의 1c D램 생산라인을 증설해 월 최대 10만~12만 장 수준으로 생산능력을 끌어올릴 계획이다. HBM의 기반이 되는 D램 공급을 확대해 차세대 제품 대응력을 높이겠다는 구상이다.
업계에서는 삼성전자가 메모리와 파운드리 경계를 허무는 통합 전략을 통해 AI 반도체 생태계에서 영향력을 확대하려는 것으로 보고 있다. 평택 P5는 메모리 생산뿐 아니라 첨단 패키징과 로직 협업이 결합되는 ‘HBM 병기고’ 역할을 맡게 될 것으로 예상된다.
HBM 시장은 현재 SK하이닉스가 엔비디아 공급망을 중심으로 주도권을 확보한 상태다. 그러나 AI 반도체 경쟁이 세대 전환 국면에 들어서면서 경쟁의 초점이 점유율에서 차세대 성능 표준으로 이동하고 있다는 분석이 나온다. 삼성전자가 HBM4 양산과 생산 인프라 확장을 동시에 추진하는 것도 이러한 흐름을 반영한 전략으로 해석된다.
삼성전자의 대규모 투자 역시 AI 메모리 중심 체제로의 전환을 가속하기 위한 포석으로 읽힌다. 삼성은 향후 5년간 국내에 총 450조원을 투자할 계획을 밝힌 바 있으며 반도체 생산 인프라와 기반 시설 확충을 병행 추진하고 있다.
업계 관계자는 “AI 시대에는 GPU 성능보다 이를 뒷받침하는 메모리 성능이 전체 시스템 효율을 좌우한다”며 “HBM 경쟁력이 곧 AI 반도체 경쟁력으로 직결되는 구조가 됐다”고 말했다.
