[비즈니스포스트] 삼성전자가 구글에 이어 엔비디아에도 6세대 고대역폭메모리(HBM4) 공급을 가시화하고 있는 것으로 파악되면서, 2026년에는 '메모리 최강자'의 명성을 되찾을지 주목된다.

전영현 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부분장 대표이사 부회장은 HBM4에 10나노급 6세대(1c) D램 공정을 선제적으로 도입함으로써, 내년 HBM 시장점유율 40% 탈환을 노리고 있다.

삼성전자는 1c D램 개발 초기 수율(완성품 비율)을 잡는 데 어려움을 겪었으나, 최근 양산 목표치인 80%에 근접한 수준까지 수율을 끌어올린 것으로 알려졌다.

5일 반도체 업계 취재를 종합하면 삼성전자가 기대보다 빠르게 HBM4 양산을 위한 절차에 들어가면서, 내년 HBM4 시장점유율 판도에 큰 지각변동이 일어날 것이란 관측이 나오고 있다.

지난 11월 초까지만 해도 세계 최초로 HBM4 개발을 완료하고 엔비디아에 가장 빨리 샘플을 전달한 SK하이닉스가 2026년에도 압도적인 HBM 점유율을 유지할 것으로 전망됐다.

미국 투자은행 JP모간은 보고서를 통해 내년 SK하이닉스의 HBM 점유율이 60%대를 유지하고, 그 뒤를 삼성전자와 마이크론이 이을 것이란 관측을 내놓기도 했다. SK하이닉스 1강 체제가 내년에도 이어질 것이란 분석이다.

시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 올해 2분기 HBM 점유율은 SK하이닉스(62%), 삼성전자(17%), 마이크론(21%)으로 나타났다.

하지만 삼성전자가 당초 우려와 달리 HBM4 양산 단계에 순조롭게 진입하면서 상황이 급변하고 있다.
 
삼성전자는 최근 HBM 개발을 완료하고 내부적으로 양산 직전 단계인 ‘생산 준비 승인(PRA)’을 마쳤다.

PRA를 통과했다는 것은 설계와 기술 개발 목표를 달성했으며, 제품이 내부 품질 테스트 기준을 모두 충족해, 양산에 돌입할 수 있는 기술적, 시스템적 기반을 확보했다는 것을 의미한다.

구글과 HBM4 공급 계약을 체결했다는 소식도 전해졌다.

구글이 2026년 하반기 출시하는 8세대 텐서프로세서(TPU) 인공지능(AI) 칩에 HBM4를 공급하기로 합의한 것이다. 구글 TPU는 저전력, 저비용의 장점을 내세워 엔비디아 AI 칩을 위협하고 있고, 출하량도 올해 150만~200만 개에서 2028년 800만~900만 개로 5배 가량 증가할 것으로 전망된다. 엔비디아도 삼성전자 HBM4의 최종 테스트를 진행하고 있으며 이르면 올해 말, 혹은 내년 1월에 최종 승인이 이뤄질 것이란 관측이 나온다.

김동원 KB증권 연구원은 "1c D램과 4나노 로직다이를 적용한 삼성전자 HBM4는 높은 속도와 저전력 성능을 구현해 구글, 엔비디아 등 빅테크 업체들이 요구하는 스펙 상향과 물량 확대를 동시에 충족할 것"이라며 "HBM4 샘플을 빅테크에 이미 제출 완료한 삼성전자는 현재까지 공정 단계의 특별한 품질 이슈가 확인되지 않고 있어 연내 승인 가능성이 확대되고 있다"고 분석했다.

HBM3E 경쟁에서 밀렸던 전영현 부회장은 HBM4에 1c D램 공정을 선제적으로 도입하는 승부수를 던졌다.

1c D램 공정은 이전 세대인 1b 공정 대비 트랜지스터 크기를 줄이고 회로를 미세화해 데이터 전송 속도가 10% 이상 향상되고, 소비 전력은 15%가량 절감되는 것으로 추정된다. 경쟁사에 HBM 주도권을 내어준 상황을 만회하기 위해 '하이 리스크, 하이 리턴' 카드를 꺼낸 것이다.

삼성전자는 개발 초기 1c D램 수율을 잡는 데 어려움을 겪었으나, 최근에는 양산 목표치인 80% 수율에 근접한 것으로 추정된다. 최종 HBM4 제조 수율은 이보다 낮으나 양산 가능한 수준까지 올라온 것으로 알려졌다.

이에 올해 2분기 10%대까지 떨어졌던 삼성전자의 HBM 점유율이 내년에는 40%대를 넘볼 수 있을 것으로 보인다.  

미국 투자은행 모간스탠리는 삼성전자가 엔비디아에 HBM4를 공급할 경우 내년 HBM 시장에서 35%의 점유율 확보가 가능할 것으로 분석했다.

KB증권은 마이크론의 HBM4 재설계 이슈로 내년 삼성전자의 HBM4 점유율이 40%에 달할 것이란 전망을 내놓기도 했다. 2024년 4분기 이후 다시 40% 점유율을 회복할 수 있다는 것이다.

경쟁사의 HBM4 생산능력에 따라 삼성전자 공급량이 더 늘어날 가능성도 제기된다. 

박유악 키움증권 연구원은 "삼성전자는 2026년 HBM 출하량이 105억 기가비트(Gb)를 기록하며, 올해 대비 3배 급증할 것"이라며 "맞춤형 반도체(ASIC)와 엔비디아향 HBM4 출하량 전망치를 상향 조정할 가능성도 존재한다"고 분석했다. 나병현 기자