[실리콘 디코드] 삼성 HBM4, 브로드컴 성능 평가서 '초격차' 입증…2026년 구글 TPU 공급 주도권 잡는다

삼성전자가 차세대 인공지능(AI) 반도체 시장의 핵심 전장으로 꼽히는 구글 텐서처리장치(TPU) 공급망에서 기술적 우위를 확보하며 반격의 서막을 올렸다. 엔비디아의 대항마로 급부상한 구글의 주문형 반도체(ASIC) 확대 전략과 맞물려 삼성전자의 6세대 고대역폭메모리(HBM4)가 세계 최대 ASIC 설계 기업인 브로드컴의 성능 평가를 예상보다 뛰어난 성적으로 통과했다는 분석이 제기됐다. 이는 그간 HBM 시장에서 SK하이닉스에 주도권을 내줬던 삼성전자가 기술력과 생산 능력을 앞세워 2026년부터 시장 판도를 뒤집을 수 있다는 신호탄으로 해석된다.
반도체 업계와 외신 등에 따르면 삼성전자는 현재 브로드컴을 통해 구글에 HBM을 공급하고 있으며, 특히 개발 중인 HBM4가 브로드컴의 초기 성능 목표치를 초과 달성한 것으로 파악됐다. 삼성전자의 HBM4는 2026년 본격적인 공급이 예상되며, 브로드컴이 실시한 테스트 과정에서 기존의 예상을 뛰어넘는 퍼포먼스를 입증했다.

삼성전자는 앞선 세대에서 경쟁사 대비 약간 뒤처졌다는 평가를 만회하기 위해 HBM4 개발 과정에서 승부수를 던졌다. D램 코어 기술뿐만 아니라 로직 다이(Logic Die) 기술력을 대폭 강화함으로써 경쟁사와의 차별화를 시도했다. 이러한 기술적 고도화 전략은 현재까지 반도체 업계 전반에서 긍정적인 평가를 이끌어내고 있는 것으로 전해진다.

현재 삼성전자는 구글 TPU용으로 5세대 제품인 HBM3E 8단 제품을 주력으로 공급하고 있다. 브로드컴을 거쳐 구글로 납품되는 이 과정에서 삼성전자는 SK하이닉스 대비 '물량 공세'와 '가격 경쟁력'을 앞세워 점유율을 꾸준히 확대해왔다. 특히 품질 테스트 과정에서도 별다른 이슈 없이 통과하며 안정적인 공급망으로서 입지를 다졌다는 평가다. 업계 추산에 따르면 올해 삼성전자와 SK하이닉스가 구글에 공급한 HBM 물량은 비슷한 수준이며, 일각에서는 삼성전자가 미세하게 앞서고 있다는 분석도 나온다.

주목할 점은 구글의 TPU 개발 로드맵에 따른 삼성전자의 위상 변화다. 올해 구글이 선보인 7세대 TPU에는 5세대 HBM3E가 탑재되지만, 2026년 출시 예정인 8세대 모델부터는 6세대 HBM4가 적용될 예정이다. 이 시점을 기점으로 삼성전자의 공급 물량이 폭발적으로 늘어날 것이라는 관측이 지배적이다. 업계 전문가들은 삼성전자가 2026년 구글에 공급할 HBM 물량이 2025년 대비 2배 이상 증가할 것으로 내다보고 있다.

이는 단순한 물량 증대를 넘어 구글 공급망 내에서 삼성전자가 SK하이닉스를 제치고 확고한 '제1 공급사' 지위를 차지할 가능성을 시사한다. 올해까지는 양사가 비슷한 점유율을 유지하며 경쟁 구도를 형성했으나 HBM4가 본격적으로 도입되는 2026년부터는 삼성전자가 주도권을 쥘 것이라는 추측이 힘을 얻고 있다. 구글의 AI 인프라 확장 속도가 빨라질수록 삼성전자의 역할론이 더욱 부각될 수밖에 없는 구조다.


2026년 공급 경쟁에서 삼성전자가 유리한 고지를 차지할 수 있는 또 다른 핵심 요인은 '생산 능력(CAPA)의 유연성'이다. 현재 SK하이닉스는 엔비디아를 비롯한 주요 빅테크 기업들의 HBM 주문이 쇄도하면서 생산 라인이 포화 상태에 이른 것으로 알려졌다. 단기간 내에 추가적인 생산 여력을 확보하기 어려운 구조적 한계를 안고 있는 셈이다.
반면 삼성전자는 상대적으로 유연한 생산 확대 옵션을 보유하고 있다. 평택캠퍼스의 신규 라인 등을 활용해 급증하는 수요에 즉각적으로 대응할 수 있는 능력을 갖췄다는 평가다. 이는 구글과 브로드컴 입장에서 볼 때 대규모 물량을 안정적으로 조달받을 수 있는 파트너로서 삼성전자의 매력도를 높이는 요인으로 작용한다.

외신은 TPU 생태계 내에서 삼성전자와 SK하이닉스가 압도적인 생산 능력을 바탕으로 '양강 체제(two-way system)'를 구축할 것으로 전망했다. 미국 마이크론이 추격에 나서고 있지만 선두 그룹과의 격차를 좁히기에는 역부족이라는 평가가 지배적이다. 결국 2026년 이후의 구글 TPU 시장은 기술적 완성도와 대규모 양산 능력을 동시에 검증받은 삼성전자가 주도하는 형국으로 재편될 가능성이 높게 점쳐진다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com