엔비디아가 고대역폭메모리(HBM) 핵심 부품을 직접 설계하는 등 인공지능(AI) 인프라 산업 권력 재편에 나서고 있다. 7세대 HBM인 HBM4E부터 엔비디아의 자체 설계 베이스 다이가 적용될 가능성이 거론되며 글로벌 메모리 반도체 기업들에 파장을 미칠 것으로 전망된다.

1일 업계에 따르면 엔비디아가 HBM 베이스다이의 자체 생산을 추진하고 있다. 베이스다이는 AI 반도체에 필수로 쓰이는 HBM의 핵심 부품이다. 현재 GPU와 AI가속기 패키징을 대만 TSMC에 맡기고 있는 상황에서 HBM 핵심 부품 의존도를 낮추려는 전략으로 풀이된다.

엔비디아는 오는 2026년 말까지 베이스다이 개발을 완료한 뒤 2027년 상반기에 TSMC의 12nm(나노미터)공정에서 SK하이닉스가 공급하는 표준 HBM4E를 먼저 채택할 계획이다. 이후 2027년 하반기부터 2028년까지 맞춤형 HBM4E 설계로 전환해 TSMC 3nm 공정 노드에서 대량 생산한다는 방침이다.

업계에서는 SK하이닉스가 TSMC 파운드리 공정을 통해 베이스다이를 생산해 엔비디아에 공급하고 있는 만큼 이번 행보를 두고 엔비디아가 SK하이닉스를 견제하려는 조치라는 해석도 나온다.

지난해까지만 해도 SK하이닉스는 2024년 물량 완판을 선언하며 HBM 시장을 장악했다. 그러나 올해는 마이크론이 2025년 물량을 먼저 완판했다는 소식을 발표하며 분위기가 사뭇 달라졌다. 이로 인해 엔비디아가 SK하이닉스와의 협상에서 더 이상 끌려가지 않겠다는 입장을 보인 것이라는 시각이 따른다.

엔비디아의 공급망 다변화 과정에서 삼성전자도 주요 후보로 거론된다. 삼성전자는 엔비디아에 아직 HBM을 납품하지 못하지만 올해 내 엔비디아 품질 테스트를 통과하고 공급을 시작할 것이라는 전망이 우세하다. 삼성전자와 마이크론의 기술력이 따라오면서 엔비디아가 특정 공급사에 종속되지 않고 납품사 다변화를 통해 단가를 낮추고 협상력을 높인다는 전략이 본격화되고 있다는 분석이다.

우리나라는 현재 SK하이닉스가 HBM 시장을 주도하고 있으나 단일 고객 의존 리스크가 부각되고 있다. 이에 따라 다양한 GPU 기업과의 공급 계약을 확대하고 HBM 외 메모리 솔루션 다각화를 해야 한다는 관측이 제기되고 있다.

일각에서는 SK하이닉스의 경우 메모리 역할을 하는 코어다이 분야에서 기여도가 크기에 반도체 생태계 전반의 변화를 주기는 어렵다는 지적도 있다. HBM은 베이스다이 위에 D랩 단품 칩인 코어다이를 쌓아올린 뒤 실리콘관통전극(TSV) 기술로 수직 연결해 제조한다.

이종환 상명대 시스템반도체학과 교수는 "HBM과 AI 반도체 간 인터페이스 설계는 메모리 기업이든 GPU 기업이든 어느 쪽이 맡아도 무방하다"라며 "엔비디아가 베이스다이를 직접 설계하려는 것은 성능 최적화를 위한 조치일뿐 우리 기업에 치명적인 변수가 되지는 않을 것"이라고 말했다.

그러면서 "엔비디아 입장에서는 SK하이닉스뿐만 아니라 복수의 공급사를 확보하려는 것은 리스크를 줄이고 원가를 낮추려는 의도"라며 "국내 기업들도 이에 대응해 긴장을 늦추지 말고 HBM4 이후 세대까지 지속적인 기술개발에 힘써야 한다"고 덧붙였다.