HBM4 출하 경쟁 '후끈'...엔비디아 수급 전략이 공급망 핵심 변수

HBM4(6세대 고대역폭메모리) 공급을 놓고 글로벌 메모리 반도체 빅3간 경쟁이 과열되고 있다. 삼성전자는 바로 전날(12일) SK하이닉스·마이크론에 한 발 앞서 "HBM4 양산 출하를 발표하며, 경쟁사 대비 개발 속도와 성능 우위를 강조했다.

다만 올해 HBM4 공급망 판도는 최종 고객사인 엔비디아의 HBM4 수급 전략에 가장 큰 영향을 받을 전망이다.

HBM4의 성능도 중요하지만, 최신 AI 가속기의 적기 출시를 위해서는 HBM4의 수율 및 공급 안정성 등을 함께 고려해야 하기 때문이다. 실제로 업계는 엔비디아가 HBM4의 성능 조건을 완화하거나 차상위 제품을 함께 공급받을 가능성에 주목하고 있다.

삼성전자, 출하 소식 앞당겨…SK하이닉스·마이크론과 주도권 싸움

13일 업계에 따르면 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 주요 메모리 기업들은 이달 엔비디아향 HBM4에 대한 리스크 양산 출하를 진행할 예정이다.

HBM4는 글로벌 빅테크인 엔비디아가 올해 출시할 예정인 AI 가속기 '루빈'에 탑재되는 차세대 HBM이다. 이전 세대 대비 데이터 전송 통로인 I/O(입출력단자) 수를 2배 늘린 2048개로 구현한 것이 특징이다.

앞서 삼성전자는 지난 12일 HBM4 양산 출하를 가장 먼저 공식 발표했다. 회사는 "HBM4 개발 착수 단계부터 국제반도체표준화기구(JEDEC) 기준을 상회하는 성능 목표를 설정하고 개발을 추진해왔다"며 "이번 제품에는 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 업계 최고 수준의 성능을 확보했다"고 설명했다.

업계는 삼성전자가 HBM4 양산 출하 소식을 예상 대비 빠르게 발표했다는 점에 주목하고 있다.

삼성전자 안팎의 이야기를 종합하면, 당초 회사가 HBM4 양산 출하를 계획하던 시기는 오는 19일이었던 것으로 파악된다. 그러나 경쟁사들도 HBM4의 양산을 최근 공식적으로 발표한 만큼, 주도권 확보를 위해 제품 출하를 최대한 앞당긴 것으로 풀이된다.

실제로 SK하이닉스도 이달 HBM4 제품을 엔비디아향으로 출하할 계획이다.

앞서 SK하이닉스는 지난달 28일 실적발표 컨퍼런스콜에서 "당사는 HBM3E와 HBM4를 동시에 안정적으로 공급할 수 있는 업계 유일한 기업"이라며 "특히 지난해 9월 업계 최초로 양산 체제를 구축한 HBM4는 고객이 요청한 물량을 현재 양산 중"이라고 밝힌 바 있다.

마이크론 역시 지난 11일(현지시간) 한 증권사 컨퍼런스콜을 통해 최근 불거진 HBM4 공급망 탈락 논란에 대해 정면 반박하면서, 출하 소식을 공식적으로 알렸다.

이날 마이크론은 "HBM4는 이미 대량 생산에 박차를 가하고 있고, 고객사 출하를 시작했다"며 "지난해 말 실적발표에서 언급한 가이던스보다 1개 분기 가량 시기가 앞당겨진 것"이라고 강조했다.

메모리 3사 모두 리스크 양산…물량 확대는 하반기부터

최근 이들 메모리 3사는 HBM4 상용화를 둘러싸고 주도권을 쥐기 위해 날선 신경전을 벌여 왔다. 업계는 이 과정에서 시장에 불필요한 혼선과 확대 해석이 발생하는 것을 우려하고 있다.

대표적으로, 메모리 3사가 표현하는 '양산'은 일반적인 양산의 개념과 차이점이 있다. 통상 제조산업은 샘플을 통해 고객사와 퀄(품질) 테스트를 진행하고, 일정 기준을 통과하면 정식으로 구매주문(PO)을 받게 된다.

반면 현재 메모리 3사의 HBM4는 '리스크 양산'으로 분류된다. 리스크 양산은 고객사 인증이 완료되기 전 제품 양산을 위해 웨이퍼를 선제적으로 투입하는 개념이다.

HBM을 최종 제품으로 출하하기 위해서는 코어 다이 양산에만 4개월이 필요하다. 만약 정식 PO를 받고 양산을 시작하게 되면, 최종 고객사인 엔비디아 입장에서는 AI 가속기를 적기에 출시하기 어려워진다. 때문에 메모리 3사는 정식 PO 전부터 HBM4를 고객사에 공급하기 위해 이달 제품 출하를 목표로 양산을 진행해왔다.

메모리 반도체 업계 고위 관계자는 "엔비디아가 제시한 공식적인 퀄테스트 종료 시점은 올 1분기 말로, 이후 공식적인 PO가 나올 것으로 안다"며 "현재 메모리사들이 대외적으로 양산이라는 표현을 쓰지만, 엄연히는 리스크 양산 개념에 해당한다"고 설명했다.

이를 고려하면 삼성전자, SK하이닉스의 HBM4 출하량이 본격적으로 확대되는 시점은 빨라야 올 하반기로 추산된다.

젠슨 황 엔비디아 CEO가 지난 1월 개최된 CES 2026에서 차세대 베라 루빈 아키텍처를 공개했다. (사진=엔비디아)

엔비디아 HBM 수급 전략 주목…성능·수급 안정성 저울질

현재 업계에서는 삼성전자가 엔비디아향 HBM4 퀄테스트를 가장 순조롭게 마무리할 것이라는 전망이 우세하다. 삼성전자의 경우 HBM4에 경쟁사 대비 한 세대 앞선 1c(6세대 10나노급) D램을 적용했다. HBM을 제어하는 베이스 다이도 가장 첨단 공정인 4나노미터(nm)를 기반으로 제작됐다.

삼성전자는 HBM4 양산 출하 자료를 통해 "당사의 HBM4는 업계 표준인 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 확보하며 새로운 기준을 제시했다"며 "이는 전작 HBM3E의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치로, 최대 13Gbps까지 구현이 가능하다"고 밝혔다.

다만 업계는 HBM4의 출하 속도보다 엔비디아의 제품 수급 전략에 더 큰 관심을 두고 있다. 엔비디아가 메모리 공급사에 요구한 11.7Gbps 급의 성능을 무조건적으로 고집할 경우, 루빈 칩 양산에 필요한 HBM4 물량을 충분히 확보할 수 없다는 이유에서다.

우선 삼성전자는 HBM4 출하량을 급격하게 확대할 여력이 없다. 삼성전자의 1c D램 수율은 이달 기준 60%내외로 추산된다. 이후 진행되는 후공정까지 고려하면 HBM 수율은 더 낮아진다.

또한 1c D램 생산능력은 지난해 말 기준 월 6만~7만장 수준으로, 엔비디아의 총 HBM4 요구량에 대응하기엔 턱없이 모자란 규모다. 현재도 1c D램에 대한 신규 및 전환 투자가 진행되고는 있으나, 실제 생산능력에 반영되려면 아직 시간이 필요하다.

SK하이닉스는 엔비디아와의 협의에서 가장 많은 HBM4 물량(점유율 60%가량)을 배정받았다. 그러나 초기 HBM4에 대한 신뢰성 평가에서는 11Gbps급의 성능을 구현하기 힘들다는 평가를 받았다. 이에 SK하이닉스는 최근까지 HBM4의 하드웨어적인 개선을 진행했으나, 100% 성공을 담보하기는 어렵다.