전기 먹는 AI?…삼성·SK, 저전력 D램 경쟁 가열

[미디어펜=김견희 기자]AI(인공지능) 반도체에서 저전력 제품의 중요성이 커지면서 삼성전자와 SK하이닉스 간 D램 경쟁이 가열되고 있다. AI 데이터 센터를 유지하는데 전력 소모가 상당하다는 점에서 저전력 D램 수요가 늘어났고, 업계간 경쟁도 치열해지고 있다.

7일 업계에 따르면 AI반도체 시장은 크게 학습용과 추론용으로 나뉜다. 대형언어모델(LLM)에 필요한 반도체는 학습용이며, LLM을 통해 소비자에게 서비스를 제공하기 위해선 추론용 반도체가 필요하다. 즉 챗GPT와 같은 오픈AI 구축에는 학습용이, 서비스 제공에는 추론용이 쓰이는 셈이다. 

이 추론용 AI 반도체는 기존까지 주로 모바일 제품에 사용됐지만, 최근에는 AI 반도체로 적용 분야가 확대됐다. 높은 스펙을 요구하지 않을뿐더러 막대한 데이터 연산과 처리를 위해선 전력 소모가 적은 저전력 제품을 필요로 하기 때문이다. 

삼성전자는 LPDDR을 포함한 저전력 반도체 시장에서 지난해 1분기 기준 57.6%를 점유하고 있는 1위 기업이다. LPCAMM이나 LLW와 같은 차세대 저전력 반도체 개발을 선도하고 있다. 

최근에는 업계 최소 크기 12나노급 LPDDR D램 양산에 돌입했다. 이 제품의 두께는 0.65㎜로 현존하는 12GB 이상 LPDDR D램 중 가장 얇다. 

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% 개선했다는 게 회사측 설명이다. 

삼성전자는 D램 양산에서 더 나아가 AI 가속기인 '마하-1' 개발에 전력을 쏟아붓고 있다. 마하-1은 전력 소모를 최소화하면서도 AI 연산을 가속화하기 위해 설계된 고성능 가속기다. 

SK하이닉스도 지난해 말 초고속 모바일 D램 LPDDR5T를 상용화해 고객사에 공급하기 시작했다. 이 제품은 기존 제품보다 성능을 13% 올려 초당 9.6Gb의 데이터를 전송한다.

또 지난 6월 열린 글로벌 콘퍼런스에서는 LPDDR5X 패키지를 하나로 묶은 LPCAMM2를 공개하기도 했다. 이 제품은 기존 제품 대비 탑재 면적을 줄이고 전력 효율을 높인 게 특징이다.

향후 저전력 D램 시장이 대폭 확대될 것으로 전망되면서 시장 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다. 증권가에서는 추론용 AI 반도체 시장이 지난해 기준 60억 달러에서 오는 2030년 1430억 달러까지 7년만에 24배 성장할 것으로 내다봤다. 

시장조사업체 트렌드포스도 공급과잉 우려에도 불구하고 저전력 D램이 올해 3분기 3~8% 가량 성장세를 이어갈 것으로 점쳤다.