젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 16일 센호제에서 열린 엔비디아 GTC 2026에서 기조연설을 마친 직후 삼성전자 전시 부스를 찾았다. 그는 그록 언어처리장치(LPU)와 6세대 고대역폭메모리(HBM)인 HBM4 생산에 쓰이는 삼성전자 웨이퍼에 각각 ‘정말 빠른 그록’ ‘놀라운 HBM4’라는 사인을 남겼다.

황 CEO는 한진만 삼성전자 파운드리사업부장 사장과 황상준 메모리개발담당 부사장 사이에 서 기념 촬영을 자처하기도 했다. 행사 참석자들 사이에서는 HBM에 이어 파운드리 부문까지 밀착한 양 사의 협력 관계를 상징적으로 보여주는 장면이라는 말이 나왔다.

17일 재계에서는 삼성전자 파운드리 부문의 엔비디아 공급망 진입으로 삼성전자가 차세대 인공지능(AI) 가속기 플랫폼 전 분야를 아우르는 핵심 협력사로 자리매김하게 됐다는 평가가 많다. 실제로 황 CEO는 이날 차세대 AI 가속기인 베라 루빈 플랫폼과 관련해 그래픽처리장치(GPU)·중앙처리장치(CPU)·스토리지에 이어 LPU까지 한 덩어리로 설계하겠다는 구상을 처음 내놨다.

삼성전자는 기존에 HBM4와 메모리 모듈 소캠2, 저장장치 PM1763을 각각 공급하며 엔비디아와 손발을 맞춰왔는데 이번에 LPU 칩인 그록3까지 납품하면서 사업 협력 범위를 더 넓히게 됐다.

삼성전자 입장에서는 ‘아픈 손가락’으로 꼽히던 파운드리 부문이 빅테크와의 계약을 다시 한 번 따내며 반등 기회를 확실히 잡은 점도 긍정적인 대목이다. 삼성전자는 지난해 테슬라와 애플 등 빅테크와 계약을 체결하며 경쟁력을 입증하고 있다.

삼성전자는 그록3를 평택사업장 4㎚(나노미터·10억분의 1) 공정에서 생산하고 있으며 이르면 올 하반기 제품을 출하할 예정이다.

삼성전자는 이날 차세대 HBM인 HBM4E 실물도 처음 공개하며 AI 칩 시장에서 기술 주도권을 확실히 쥐겠다고 강조했다. 이 제품의 동작 속도는 16Gbps이며 메모리 대역폭은 4.0TB/s 수준으로 삼성전자의 최신작 HBM4의 성능을 뛰어넘는다. HBM4의 동작 속도와 메모리 대역폭은 각각 11.7Gbps, 3TB/s 수준이다.

삼성전자는 후속작인 HBM5 등에도 최첨단 공정을 활용해 초격차를 유지하겠다고 밝혔다. 황 부사장은 “HBM4E의 베이스 다이(HBM 맨 아래 탑재되는 핵심 부품)는 4나노 공정이며 후속작인 HBM5·5E는 2나노 공정으로 개발할 예정”이라며 “HBM5·5E에 쓰이는 코어 다이(적층용 칩)는 10나노급 6세대, 7세대를 쓰게 될 것”이라고 말했다.

빅테크 최고경영진이 한데 모인 자리에서 차세대 제품을 한발 앞서 선보이며 경쟁사와의 기술 격차를 부각한 것이다. 앞서 삼성전자는 HBM4 전작인 HBM3E까지는 경쟁사인 SK하이닉스에 뒤처졌지만 HBM4를 가장 먼저 양산 출하하며 역전하는 모양새를 갖췄다.

황 부사장은 “올해 HBM 생산량을 지난해 대비 3배 이상 늘릴 것”이라며 “전체 HBM에서 HBM4를 절반 이상 가져가는 것이 목표”라고 했다.

하이닉스 부스에 엔비디아 AI 가속기 ‘베라 루빈’에 탑재된 SK하이닉스 HBM4와 소캠2가 전시돼 있다.

SK하이닉스는 자사 HBM4와 베라 루빈을 결합한 실물을 처음으로 공개했다. △HBM3E를 탑재한 GPU ‘GB300’ △저전력 D램 LPDDR5X를 탑재한 슈퍼컴퓨터 ‘DGX 스파크’ △액체냉각식 스토리지 ‘eSSD’ 등 엔비디아와의 협력 성과물도 두루 선보였다. 자사의 주력 제품과 엔비디아 AI 칩의 시너지를 전면에 내세우며 빅테크 고객사 확대를 꾀하는 모습이다.

당분간 AI 칩 수요의 상당 부분을 HBM4와 HBM3E가 차지할 것으로 예상되는 만큼 현 세대 주력 제품 영업에 집중해 시장점유율을 공고히 하려는 전략으로 풀이된다. 실제로 시장조사 업체 트렌드포스에 따르면 SK하이닉스는 HBM3E의 우위로 지난해 HBM 시장점유율 59%를 차지하며 삼성전자(20%)를 크게 앞섰다.

SK하이닉스는 HBM4E 관련 핵심 기술로 꼽히는 ‘맞춤형(커스텀) HBM’을 선보이며 삼성전자와 신기술 경쟁 대응 의지도 드러냈다.

<서울경제=김우보·김윤수 기자>