삼성전자가 엔비디아의 차세대 맞춤형 고대역폭메모리(HBM) 생산에 대만 TSMC의 3나노미터 공정을 활용할 것으로 알려졌다. 서울경제신문과 로이터통신 등 국내외 주요 매체에 따르면 삼성전자가 엔비디아의 차세대 HBM 제품에 들어가는 베이스 다이를 TSMC의 공정으로 생산할 예정이라고 전했다. 양사는 파운드리 사업에서 경쟁 관계에 있지만, 이번 협력이 현실화하면 HBM 제조 단계에서 처음으로 협력하는 사례가 된다.

이번 협력의 대상은 엔비디아가 개발 중인 맞춤형 HBM 제품인 ‘NVHBM’이다. 엔비디아는 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등 메모리 제조사에 NVHBM의 베이스 다이에는 TSMC 공정을, 핵심 메모리 다이에는 6세대 D램 기술을 활용하도록 요구한 것으로 전해졌다. 베이스 다이는 HBM 적층 구조의 가장 아래에 위치하는 반도체로, 메모리와 다른 칩 사이의 데이터 전송을 제어하는 회로를 포함한다.

NVHBM은 기존 HBM과 달리 엔비디아의 맞춤형 메모리 컨트롤러를 베이스 다이에 통합하는 것이 특징이다. 이를 통해 GPU가 담당하던 일부 기능을 메모리 쪽으로 옮겨 GPU의 연산 회로 공간을 확보하고, 메모리 대역폭과 전력 효율을 개선하려는 구상이다. 이처럼 제한된 면적에 더 많은 회로를 집적해야 하는 만큼 엔비디아는 첨단 공정과 안정적인 생산 수율을 확보한 TSMC를 베이스 다이 생산 파트너로 지정한 것으로 풀이된다.

삼성전자는 엔비디아의 요구를 검토한 뒤 해당 생산 방식을 받아들이기로 한 것으로 전해졌다. 다만 일반 HBM과 다른 고객사를 위한 맞춤형 제품까지 모두 TSMC에 맡기는 것은 아니다. 삼성전자는 기존 HBM 생산 체계를 유지하면서, 향후 수요가 TSMC의 생산 능력을 넘어설 경우 자사 파운드리에서도 NVHBM 베이스 다이를 생산할 수 있을지 검토하는 것으로 알려졌다.

이번 협력은 AI 반도체 시장에서 메모리 성능뿐 아니라 생산 능력과 공정 기술 확보가 중요해지고 있음을 보여준다. AI 연산 수요가 늘면서 HBM 공급 확대가 업계의 주요 과제로 떠오른 가운데, 메모리 제조사와 파운드리 업체 간 협력도 확대되는 모습이다. 삼성전자가 경쟁사인 TSMC의 공정을 활용하면서도 자체 파운드리 생산 가능성을 열어둔 만큼, 향후 NVHBM 수요와 생산 수율에 따라 양사의 협력 범위가 달라질 전망이다.

원수연 기자 press@appstory.co.kr