삼성·SK '지능형 반도체' 기술 경쟁… 저전력-확장성 승부수

삼성전자와 SK하이닉스가 차세대 반도체인 PIM(지능형 반도체) 기술 경쟁에 속도를 내고 있다. 저전력 환경에 특화된 LPDDR-PIM으로 온디바이스 AI 시장 주도권을 선점하겠다는 구상이다. 특히 HBM 주도권을 빼앗긴 삼성전자는 PIM, CXL를 비롯한 차세대 반도체 분야에서 온디바이스 AI 경쟁력을 높여 분위기 반전에 나선다는 목표다.

손교민 삼성전자 마스터는 3일 서울대학교에서 열린 ‘SAISF 2024’에 참석해 자사 PIM 기술력을 소개했다.

손 마스터는 “경쟁사와 가장 큰 차별점은 백워드 호환성”이라며 “PIM이 메모리 반도체 역할을 대체하되 D램의 인터페이스를 유지할 수 있도록 개발하고 있다”고 설명했다.

과거 D램 공정에 PIM 반도체 기술을 접목해 HBM-PIM 반도체를 생산하는데 성공한 삼성전자는 향후 LPDDR-PIM 개발에 집중할 방침이다.

그는 “수많은 글로벌 모바일 AP 개발 회사들이 있고, 매년 (스마트폰의) 스피드나 요구 사항이 늘고 있다”며 “HBM용 PIM을 안 하겠다는 것은 아니지만 서버에서만 쓸 수 있는 HBM용 보다는 모바일 등 다양한 용도로 적용이 가능한 PIM에 주력하고 있으며 여타 대안도 고민 중”이라고 말했다.

삼성전자는 또 DS(디바이스솔루션) 전 영역을 결합해 최적화 솔루션을 선보이겠다고 강조했다.

손 마스터는 “대만 TSMC 등 경쟁 업체가 많지만 삼성은 메모리, 시스템LSI, 파운드리 등 반도체 전 영역에서 사업을 하고 있고, 그것이 강점”이라며 “차세대 반도체 개발을 위해 전 사업부가 노력하고 있고, 추후 협업 성과가 나올 것”이라고 말했다.

임의철 SK하이닉스 솔루션AT 담당 부사장은 PIM을 통해 AI 반도체 시장 주도권을 이어 나가겠다는 의지를 강조했다. 현재는 데이터 센터 용도로 PIM을 선보였지만 향후 크기를 줄여 모바일 등 온디바이스 AI로 활용한다는 구상이다.

임 부사장은 “LLM 붐이 계속해서 이어질 것이냐에 대한 걱정은 있지만 결국은 AI 데이터 처리 수요가 증가할 것이며 새로운 솔루션이 필요할 것으로 본다”며 “향후에는 얼마나 효율적으로 데이터 처리 프로세스를 풀어낼 수 있느냐가 중요해질 것”이라고 말했다. 

그는 “AiM 사용 시 GPU에 비해 데이터 처리 속도가 약 13.3배 향상 된다”며 “AiMX는 메타 최신 거대언어모델(LLM)인 ‘라마3 70B’까지 테스트를 마치는 등 자사 PIM 기술력은 이미 우수한 성능을 인정받았다”고 설명했다.