삼성, 엔비디아 차세대 HBM에 TSMC 3나노 공정 도입

삼성전자가 엔비디아의 차세대 맞춤형 고대역폭 메모리(HBM)용 베이스 다이를 생산하기 위해 TSMC의 3나노 제조 공정을 사용할 것이라고 서울경제가 보도했다. 베이스 다이는 메모리 코어 아래에 위치하며 데이터 흐름을 관리하는 데 도움을 주는 시스템 반도체 층이다. 지금까지 삼성은 공급하는 모든 HBM 제품에 대해 코어 다이와 베이스 다이를 모두 자체 제조하여 전체 스택을 내부에서 처리해 왔다.

이번 결정은 삼성이 세계 최대 파운드리 업체인 TSMC와 HBM 제조 단계에서 협력하는 첫 사례이다. 또한 메모리 셀부터 로직 층까지 모든 단계를 한 회사가 처리하는 삼성의 HBM 원스톱 턴키 모델을 깨는 것이기도 하다. AI 훈련을 주도하는 그래픽 프로세서를 설계하는 엔비디아는 삼성, SK하이닉스, 마이크론 등 3대 HBM 공급업체 모두에 NVHBM 제품의 베이스 다이에 TSMC 공정을 사용하고 코어 칩에는 6세대 DRAM 기술을 사용하도록 요청한 것으로 알려졌다.

HBM이 발전하면서 베이스 다이의 중요성이 커졌다. 이전 세대에서 베이스 다이는 비교적 단순한 로직 칩이었다. 맞춤형 HBM에서는 GPU와 적층 메모리 층 사이의 데이터 라우팅 작업을 더 많이 담당하게 되며, 그 성능과 전력 효율성이 전체 시스템에 점점 더 영향을 미친다. 엔비디아가 TSMC의 첨단 노드로 표준화하려는 움직임은 공급업체 전반에 걸쳐 해당 로직 층을 더 엄격하게 통제하려는 의도를 시사한다.

삼성에게 이번 협력은 실용적인 양보다. 회사는 자사 파운드리 사업에 막대한 투자를 해왔고 메모리와 로직을 완전히 통합한 제안을 고객에게 판매하려고 노력해 왔다. 그러나 엔비디아는 AI 가속기 분야 최대 고객이며 그 기술적 요구 사항은 무게를 지닌다. 베이스 다이에서 TSMC를 파트너로 받아들이는 것은 삼성이 엔비디아의 HBM 주문에서 더 큰 점유율을 확보하거나 유지하는 데 도움이 될 수 있으며, 비록 그것이 한때 내부에서 확보했던 가치의 일부를 포기하는 것을 의미하더라도 그렇다.

TSMC에게 이번 계약은 메모리 공급망으로의 영향력을 확장하는 것이다. 회사는 이미 엔비디아 GPU의 주요 제조업체이며, HBM 베이스 다이 생산은 첨단 노드 수익의 또 다른 흐름을 추가한다. 또한 AI 하드웨어 생태계가 단일 파운드리에 의존하는 정도를 심화시키는데, 이는 AI 칩 수요가 급증하면서 주목을 받아온 집중화이다.

이 보도는 물량, 일정 또는 재무 조건을 명시하지 않았다. 또한 SK하이닉스와 마이크론이 동일한 협력에 동의했는지 여부도 밝히지 않았지만, 엔비디아의 요청은 세 곳 모두에 적용되는 것으로 설명되었다. 삼성, TSMC, 엔비디아 대표는 이 보도에 대해 즉시 논평하지 않았다.

이번 변화는 HBM이 반도체 산업에서 가장 경쟁이 치열한 부분 중 하나가 된 가운데 일어나고 있다. AI 서버는 이 메모리를 막대하게 필요로 하며, 병목 현상을 줄이기 위해 프로세서 가까이에 수직으로 적층하여 배치한다. 공급은 수요를 따라잡기 어려워하고 있으며, 주요 메모리 제조업체들은 엔비디아와 차세대 제품의 인증을 서두르고 있다. 삼성이 자사의 파운드리 야망과 TSMC 공정을 선호하는 엔비디아의 요구 사이에서 균형을 어떻게 맞출지는 내년 메모리 산업의 주요 질문 중 하나가 될 것이다.