삼성·SK, 엔비디아 HBM4 퀄테스트 내년 1분기 판가름

샘플 출하량 확대 주력…내년 초 HBM4 인증 윤곽 전망

삼성전자·SK하이닉스 등 주요 메모리 기업들의 차세대 HBM 경쟁 성패가 내년 1분기에 결정될 것으로 보여 주목된다. 주요 고객사인 엔비디아가 해당 기간 HBM4 양산을 위한 최종 퀄(품질) 테스트를 완료할 계획인 것으로 파악됐다.

25일 지디넷코리아 취재를 종합하면 삼성전자·SK하이닉스는 엔비디아향 HBM4에 대한 최종 퀄테스트를 내년 1분기까지 최종 완료하는 것을 목표로 두고 있다.

SK하이닉스 HBM4 12단 샘플(사진=SK하이닉스)

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 데이터 처리 성능을 끌어올린 차세대 메모리다. 주요 수요처인 엔비디아의 경우, 내년 하반기 출시 예정인 차세대 AI 반도체 '루빈' 시리즈에 HBM4 12단 제품을 채용할 계획이다.

이에 맞춰 엔비디아는 현재 삼성전자, SK하이닉스에 다수의 HBM4 샘플을 요청하고 있다. 양사 모두 엔비디아의 주문에 대응하기 위해 HBM4 생산을 위한 웨이퍼 투입량을 적극 늘리는 추세다. 관련 소재·부품 발주도 활발히 진행되고 있다.

또한 엔비디아는 HBM4의 공식적인 최종 퀄 테스트 종료 시기를 내년 1분기 말로 계획하고 있다. 삼성전자, SK하이닉스도 해당 일정에 맞춰 제품 개발을 진행 중인 것으로 파악됐다.

이를 고려하면 양사의 HBM4 사업 성패의 윤곽이 드러나는 시기는 빨라야 내년 초가 될 것으로 관측된다. 해당 기간 가장 완성도가 높은 HBM4 샘플에 대한 테스트가 진행되기 때문이다.

물론 각 기업별로 구체적인 개발 진척사항이 다르기 때문에, 암묵적으로 조기 인증을 받는 등 실제 일정에는 변동이 생길 가능성이 높다.

먼저 삼성전자는 HBM4에 1c(6세대 10나노급) D램을 채용했다. SK하이닉스·마이크론은 한 세대 전인 1b(5세대 10나노급) D램을 기반으로 한다. 그만큼 수율 및 안정성 향상이 어렵지만, 성능 면에서는 유리한 고지를 점할 수 있다.

삼성전자의 HBM용 1c D램의 내부 양산 승인(PRA; Production Readiness Approval)은 올해 3분기 말께 마무리될 예정이다. 그간 삼성전자는 저전력용 LPDDR, HBM용, 서버용 1c D램을 동시에 개발해 왔다. 올해 중반 비교적 용량이 작은 LPDDR이 가장 먼저 PRA를 받은 바 있다.

내부 양산 승인이 일정대로 진행되는 경우 HBM 샘플 제작에도 탄력이 붙을 전망이다. 통상 반도체 샘플은 완성도에 따라 WD(워킹다이), ES, CS(커스터머샘플) 등의 단계를 거친다. 이후 시험 생산 격인 리스크 프로덕션을 거쳐, 본격적인 양산에 접어든다.

현재 삼성전자가 준비 중인 샘플은 ES 단계로 평가 받는다. 다만 삼성전자의 경우 현재 각 샘플 단계 구분이 모호한 것으로 알려졌다.

SK하이닉스는 오는 4분기 리스크 프로덕션에 돌입하는 것을 목표로 하고 있다. 기존 HBM3E에서와 동일한 1b D램을 채용한 만큼, 제품을 적기 양산하는 데 내부적으로 자신감을 드러내고 있는 것으로 전해진다.

반도체 업계 관계자는 "엔비디아가 당장 HBM4 수급이 급하지 않고, 최대한 많은 HBM 제조사를 공급망에 포함시켜야 유리하기 때문에 HBM4 퀄테스트의 종료 시점을 내년 1분기로 잡은 것으로 안다"며 "삼성전자의 엔비디아향 HBM4 공급망 진입 여부도 비슷한 시기에 윤곽이 나올 것"이라고 설명했다.