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기술력 앞세운 삼성전자, 차세대 D램·파운드리 승부수

캐시 D램, HBM 대비 전력 소모·발열 부분서 우수
파운드리 점유율, 삼성 약진·TSMC 부진
경계현 "GAA로 TSMC 앞설 것…美는 삼성 홈경기장"

입력 2023-09-07 05:50
신문게재 2023-09-07 3면

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삼성전자 평택 캠퍼스.(사진=삼성전자)

 

삼성전자가 기술력을 앞세워 미래 먹거리 경쟁자들을 맹추격하는 모양새다. 승부수를 띄운 카드는 ‘캐시 D램’과 ‘GAA(게이트 올 어라운드) 공정’이 꼽힌다. 삼성전자는 이같은 기술력으로 AI(인공지능)용 고대역폭메모리(HBM) 분야 1위 SK하이닉스, 파운드리(반도체 위탁생산) 1위 대만 TSMC를 따라 잡겠다는 전략이다.



6일 업계에 따르면 삼성전자는 ‘캐시 D램’ 기술 개발에 한창이다. 캐시 D램은 HBM의 상위 버전이다. HBM은 D램 여러 개를 수직으로 쌓아 올린 칩인 반면 캐시 D램은 한 개의 반도체로 HBM과 유사한 수준의 정보를 저장하는 게 가능하다.

데이터 입출력 수의 경우 캐시 D램이 256개, HBM이 1024개다. HBM은 입출력 수가 많은 대신 전력 소모와 발열 문제로 수요처가 AI 활용 영역으로 제한된다. 반도체를 포장하는 패키징 방식도 달라질 것으로 전망된다. HBM은 그래픽처리장치(GPU) 옆에 수평으로 붙지만, 캐시 D램은 수직으로 연결된다. 캐시 D램이 데이터 입출력 수가 적지만 크기와 발열 면에서 HBM보다 상용화되기 더 쉬운 셈이다. 캐시 D램의 활용처가 더 많을 것으로 전망되는 이유다.

삼성전자는 캐시 D램을 개발하면서 SK하이닉스와 AI 메모리 경쟁에서 새로운 카드를 쥐게 됐다. 당초 HBM 분야만큼은 SK하이닉스가 점유율과 기술면에서 삼성전자에 앞섰다. 트렌드포스에 따르면 지난해 HBM 점유율에서 SK하이닉스가 50%로 1위, 삼성전자가 40%로 2위를 차지했다. SK하이닉스는 세계 최초로 HBM 개발에 성공한 데 이어 지난 2021년 HBM3(4세대)까지 최초로 개발한 바 있다. 

 

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경계현 삼성전자 DS부문장(사장)이 5일 서울대에서 특강을 진행했다.(사진=삼성전자)

 

파운드리 분야에서는 GAA 기술로 시장공략을 가속한다는 각오다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자의 올해 2분기 파운드리 매출은 32억3400만달러(약 4조3000억원)를 기록했다. 이는 전분기 대비 17.3% 상승한 수준이다. 시장점유율 역시 1분기 9.9%에서 11.7%로 증가했다.

파운드리 1위 TSMC는 올해 2분기에 전분기 대비 6.4% 감소한 156억5600달러(약 20조8400억원)를 기록했다. 시장점유율은 1분기 60.2%에서 2분기 56.4%로 역성장했다.

삼성전자는 자사의 약진과 경쟁사의 부진이 교차하는 시점에서 GAA 기술을 승부수로 띄웠다.

경계현 삼성전자 DS부문장(사장)은 5일 서울대 특강에서 “GAA 기술의 창조자로서 경쟁사에 앞선 모습을 볼 수 있을 것”이라고 단언했다. 삼성전자는 세계 최초로 3nm(나노미터, 10억분의 1m) 공정에 적용했으며, TSMC는 2나노부터 해당 기술을 활용한다.

기술 선점과 더불어 시장 선진입 여부도 삼성전자에 호재로 작용할 전망이다.

삼성전자와 TSMC는 각각 미국 내 파운드리 공장을 짓고 있다. 양사 모두 2024년 가동이 목표였으나, 최근 TSMC가 공장 가동을 1년 연기한다고 발표한 바 있다. 경 사장은 “테일러 공장 건설 현장에서 일하는 직원들이 ‘삼성전자는 오스틴에서부터 쌓아온 노하우를 가지고 미국에서 홈 경기를 하고 있고, 경쟁사는 어웨이 경기를 하고 있다’고 말했다”며 “마음에 와 닿았다. 직원들의 스피릿(정신)을 느꼈다”고 말했다.

전화평 기자 peace201@viva100.com 

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