HBM 이어 AI반도체 리더십 잡는다…삼성·SK 저전력 D램 승부

[서울=뉴시스]이현주 기자 = 인공지능(AI) 학습과 훈련 고도화로 막대한 데이터 연산·처리를 위한 전력 소모가 대폭 늘어나면서 '전기먹는 하마'에 비유되는 AI반도체 분야에서 저전력 제품의 중요성이 커지고 있다.

저전력 D램은 주로 모바일 제품에 쓰였지만 최근 AI 반도체 분야로 확산되면서 양대 메모리 반도체 기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 치열한 승부전을 펼치고 있다.

삼성전자는 업계 최소 두께 12나노급 LPDDR5X D램 12·16GB(기가바이트) 패키지 양산을 시작했다고 6일 밝혔다. 이번 제품의 두께는 0.65㎜로 현존하는 12GB 이상 LPDDR D램 중 가장 얇다.

삼성전자는 업계 최소 크기 12나노급 LPDDR D램을 4단으로 쌓고 패키지 기술, 패키지 회로 기판 및 EMC(반도체 회로 보호재) 기술 등 최적화를 통해 이전 세대 제품 대비 두께를 약 9% 감소, 열 저항을 약 21.2% 개선했다.

이번 제품은 얇아진 두께만큼 추가로 여유 공간 확보를 통해 원활한 공기 흐름이 유도되고, 기기 내부 온도 제어에 도움을 줄 수 있다. 특히 발열로 인해 성능이 제한될 수 있는 온디바이스 AI에 최적화된 솔루션이 될 수 있다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장(부사장)은 "고성능 온디바이스 AI의 수요가 증가함에 따라 LPDDR D램의 성능뿐만 아니라 온도 제어 개선 역량 또한 중요해졌다"며 "삼성전자는 기존 제품 대비 두께가 얇은 저전력 D램을 지속적으로 개발하고 고객과의 긴밀한 협력을 통해 최적화된 솔루션을 제공하겠다"고 말했다.

SK하이닉스는 6~8일 미국에서 열리는 글로벌 메모리 반도체 행사인 'FMS 2024'에서 올초 선보인 현존 최고속 모바일용 D램 'LPDDR5T'을 중점 소개했다.

SK하이닉스는 지난해 말 최고속 모바일 D램 LPDDR5T를 상용화해 고객사에 공급하기 시작했다. 이 제품은 기존보다 성능을 13% 올려 초당 9.6Gb의 데이터를 전송한다.

지난 6월 열린 글로벌 콘퍼런스에서는 LPDDR5X 패키지를 하나로 묶은 LPCAMM2를 공개하기도 했다. 기존 제품 대비 탑재 면적을 줄이고 전력 효율을 높였다.

아울러 SK하이닉스는 LPDDR과 PIM 기술을 접목한 LPDDR-PIM 제품 개발도 추진 중이다.

PIM은 메모리 반도체에 연산 기능을 더한 지능형 메모리 반도체로, HBM(고대역폭메모리)을 이을 차세대 메모리로 꼽히고 있다. 이를 활용하면 단말기 자체적으로 생성형 AI 연산이 가능하며, 전력 효율도 줄일 수 있다.

뿐만 아니라 차세대 그래픽 메모리 제품 등에서도 삼성전자와 SK하이닉스는 잇달아 신제품을 내며 기술 경쟁 중이다.

SK하이닉스는 지난달 30일 '세계 최고 수준 성능'을 구현했다고 차세대 그래픽 메모리 제품인 GDDR7을 공개했다. 지난 3월 개발을 완료했으며 3분기 중 양산을 시작할 계획이다.

삼성전자는 지난해 32Gbps GDDR7 D램을 업계 최초로 개발한 바 있다. 기존 대비 데이터 처리 속도는 1.4배, 전력 효율은 20% 향상시킨 제품으로 고객 수요에 발맞춰 올해 양산을 준비하고 있다.

시장조사업체 트렌드포스는 공급 과잉 우려에도 저전력 D램이 올 3분기 3~8% 가량 성장세를 이어갈 것으로 예측했다.

엔비디아는 최근 전력 효율성이 뛰어난 그레이스 CPU(중앙처리장치)가 들어간 'GB200 그레이스 블랙웰 슈퍼칩' 양산에 돌입했다. 젠슨 황 최고경영자(CEO)는 "생성형 AI가 발전할수록 메모리가 중요하다"며 "그레이스 CPU에 사용하는 메모리는 LPDDR로 많은 전력을 절약할 수 있다"고 말했다.


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