삼성·SK 'AI 메모리' 2차전 … 더 넓어진 전장, 더 치열해진다

삼성전자와 SK하이닉스가 6세대 고대역폭메모리(HBM4) 양산 준비를 마무리하며 내년 인공지능(AI) 칩 시장 경쟁이 한층 더 치열해질 전망이다. HBM 중심이던 올해와 달리 내년에는 저전력D램(LPDDR), 그래픽D램(GDDR) 등 제품군 다변화와 구글·메타 등 고객사의 확대가 동시에 진행되면서 메모리 업계 전반의 경쟁 구도가 급격히 확전될 것이란 관측이 나온다.

4일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 엔비디아 ‘루빈’ GPU에 탑재될 HBM4의 공급을 위해 필요한 성능 검증과 생산 준비를 사실상 완료했다. 삼성전자는 최근 사내 최종 성능 테스트(PRA)를 통과해 출하 직전 단계까지 도달했으며, SK하이닉스는 9월 개발 완료 후 연내 초기 출하를 시작할 계획이다.

양사는 현재는 엔비디아의 공식 승인과 주문 확정을 기다리고 있다. 내부 준비가 마무리된 만큼 엔비디아가 일정만 확정하면 즉시 공급에 나설 수 있는 단계다. 

HBM4는 내년 출시될 엔비디아의 차세대 GPU ‘루빈’ 시리즈에 적용되는 주력 메모리다. 기본 모델에는 HBM4 8개가, 2027년 선보일 상위 버전 ‘루빈 울트라’에는 12개가 탑재된다. 

루빈은 당초 내년 2분기 공개가 목표였으나 설계 조정과 성능 관련 검토가 이어지면서 일정이 미뤄진 것으로 전해진다. 업계에서는 내년 하반기 출시 가능성을 높게 보고 있다. 통상 메모리가 그래픽처리장치(GPU)보다 한 개 분기 정도 먼저 양산되는 점을 감안하면 HBM4는 내년 2분기 중 초기 양산에 돌입할 것이라는 시각이 유력하다. 

올해 HBM 시장은 SK하이닉스가 확고한 우위를 보였다. 증권가에 따르면 3분기 기준 SK하이닉스의 시장 점유율은 60.8%로, 삼성전자(17.2%), 마이크론(22.0%)을 크게 앞섰다. 다만 내년 HBM4 시장에서는 삼성전자가 점유율 30% 이상을 확보할 수 있다는 전망이 제기되며 추격전이 한층 격화될 것으로 예상된다.

우선 내년 AI 메모리 시장에서는 HBM 외에도 수요가 다변화될 것으로 보인다. GPU 구조 고도화와 AI 서버의 용도 분화가 맞물리며 GDDR·LPDDR 등 다양한 메모리의 역할이 확대될 것으로 예상돼서다. 

삼성전자는 엔비디아가 내년 하반기 출시할 계획인 추론 특화 GPU ‘루빈 CPX’에 탑재되는 GDDR7을 공급할 예정이다. 삼성전자는 GDDR 시장에서 약 70%의 점유율을 확보하고 있다.  루빈 CPX는 메인 가속기 ‘베라 루빈’과 조합해 추론 서버 운영 비용을 낮추는 구조여서, 시장 확대에 따라 GDDR 수요 역시 크게 늘어날 것으로 전망된다.

LPDDR 시장에서도 경쟁이 가속화될 전망이다. 엔비디아는 차세대 CPU ‘베라’에 결합되는 메모리 모듈 ‘소캠(SOCAMM)’에 LPDDR5X 기반 제품을 적용한다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론이 내년 공급 물량을 조율 중이며, LPDDR 시장 점유율이 가장 높은 삼성전자가 유리한 고지를 선점할 가능성이 제기된다. 삼성전자는 내년 CES에서 차세대 LPDDR6도 공개해 AI·모바일·온디바이스 메모리 경쟁력을 강화할 계획이다.

고객사 측면에서도 시장 확장이 빠르게 나타나고 있다. 그간 AI 가속기용 메모리는 엔비디아 의존도가 절대적이었지만, 최근 글로벌 빅테크들이 자체 AI 칩 개발을 강화하고 있어서다.