대만 나란히 날아간 삼성·SK 사장…"AI 메모리 난제" 꼽은 것들

(서울=뉴스1) 박주평 기자 = 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660)가 인공지능(AI) 산업의 발전을 위해 메모리가 직면한 전력 소모, 대역폭 등 난제를 해결해야 한다는 공통된 인식을 드러냈다. AI 수요가 폭발적으로 증가하는 상황에서 선제적으로 저전력·고성능 메모리를 개발해 시장을 선점하기 위한 양사 간 경쟁이 더 치열해질 전망이다.

5일 업계에 따르면 이정배 삼성전자 메모리사업부 사장과 김주선 SK하이닉스 AI 인프라 담당 사장은 전날(4일) 대만 타이베이에서 열린 글로벌 반도체 행사 '세미콘 타이완 2024'에서 나란히 기조연설에 나섰다.

이 사장은 '메모리 기술혁신을 통한 미래로의 도약', 김 사장은 'AI 메모리 기술의 새로운 가능성을 열다'를 주제로 각각 연설하면서 모두 AI 메모리 산업이 직면한 과제로 소비 전력(발열)과 메모리 대역폭을 꼽았다.

자연어를 처리하는 생성형 AI의 훈련을 위해 막대한 전력이 소모되고, 많은 열이 발생한다. 일례로 파라미터 1조 8000억 개의 챗-GPT4를 훈련하는 데 148기가와트시(GW·h)의 전력량이 필요하다.

또 그래픽처리장치(GPU)의 계산 능력과 비교해 메모리 대역폭이 더디게 증가하면서 격차가 발생하고, 이는 AI 모델의 성능을 제한할 수 있다.

이에 삼성전자와 SK하이닉스 모두 고성능·저전력 메모리 개발에 전력을 다하고 있다. 데이터 처리 속도를 빠르게 하기 위해 D램을 여러 층 쌓아 올린 고대역폭메모리(HBM)도 이런 고민에 의해 개발됐다.

이정배 사장은 "기존 메모리 공정만으로 HBM의 성능을 높이는 데 한계가 있다"며 "이를 해결하기 위해 로직 기술이 결합해야 하고, 삼성전자는 파운드리와 시스템 LSI를 자체적으로 보유하고 있어 이 분야에서 가장 강력한 위치에 있다"고 강조했다. HBM을 만들고 자체 파운드리 팹에서 패키징까지 모두 진행해 고객에게 맞춤형 토탈 설루션을 제공할 수 있다는 것이다.

또 "HBM을 잘하는 것만으로는 충분하지 않다"며 "실시간으로 데이터를 처리할 수 있는 온디바이스 AI 기술이 매우 중요하고, 삼성전자는 온디바이스 AI 설루션, 대용량 스토리지 등 다양한 미래 설루션을 보유한 것이 큰 강점"이라고 말했다.

김주선 SK하이닉스 사장도 AI 발전을 위해 메모리 기술만으로는 부족하다는 데 인식을 같이했다. 그는 "SK하이닉스는 반도체를 중심으로, 전력, 소프트웨어, 유리 기판과 액침 냉각 등 서로 상승효과를 만들 수 있는 AI 인프라 구축에 나섰다"며 "AI 기술을 발전시키기 위해 파트너들과 협력할 계획"이라고 밝혔다.

SK하이닉스의 대표적인 동맹은 파운드리 절대 강자인 대만 TSMC다. 김 사장은 "베이스다이에 로직 기술을 처음으로 적용하는 6세대 HBM(HBM4)은 TSMC와 협업을 통해 생산할 예정이며, 최고의 성능을 발휘할 것"이라며 "LPCAMM(저전력 압축 부착 메모리 모듈), CXL(컴퓨트 익스프레스 링크) 등 차세대 메모리 제품을 착실히 준비하고 있다"고 했다.

5세대 HBM(HBM3E)까지는 메모리 반도체 기업이 베이스 다이를 직접 제조했지만, HBM4에 탑재되는 고객사별 맞춤형 로직 다이는 파운드리를 통한 통합 제조 공정이 필수적이다. 이에 최고 수준의 기술력을 보유한 TSMC와 손을 잡은 것이다.

HBM3E는 SK하이닉스가 엔비디아에 대부분 물량을 공급하면서 앞섰지만, HBM4는 삼성전자도 올해 1분기 9조 7000억 원, 2분기 9조 9000억 원의 반도체 시설투자를 단행하며 개발에 주력하고 있어 승부를 예측하기 어렵다. 양사 모두 내년 하반기부터 HBM4를 양산한다는 계획이다.

jupy@news1.kr