[한스경제=고예인 기자] 메모리 반도체 투톱 삼성전자와 SK하이닉스가 ‘제2의 HBM(고대역폭메모리)’이라 불리는 ‘CXL(컴퓨트 익스프레스 링크) D램’을 본격 양산할 준비를 마쳤다.
생성형 AI시대가 고도화 되면서 CPU가 방대한 양의 데이터를 보다 빠르게 저장공간에 가져와 분석해야 하는 경우가 많은데 CXL이 메모리 용량·대역폭 한계를 극복하고 D램의 데이터 처리 효율을 끌어올리면서 향후 글로벌 반도체 시장의 판도를 바꿀 게임체인저로 급부상하고 있다.
CXL은 중앙처리장치(CPU)와 시스템온칩(SoC), 그래픽처리장치(GPU) 등의 저장장치를 효율적으로 연결해주는 반도체 기술이다. 더블데이터레이트(DDR)5 등 범용 반도체에 CXL 기술을 적용하면 메모리 용량이 10배 이상 확장되고 전송 속도도 빨라지기 때문에 HBM과 함께 인공지능(AI) 시대에 가장 관심 높은 반도체 기술이다.
이에 삼성전자와 SK하이닉스가 CXL 메모리 개발 및 상용화에 선제적으로 나서면서 차세대 메모리 시장에서 업계 선두를 달리고 있다. 삼성전자는 지난해 CXL 기반 제품 생산을 시작했으며 SK하이닉스도 양산 채비를 마치면서 두 회사의 CXL 시장 선점 경쟁이 치열해지고 있다.
SK하이닉스는 지난 23일 CXL 2.0 기반 D램 솔루션인 CMM-DDR5 96기가바이트(GB) 제품의 고객 인증을 완료했고, 128GB 제품도 인증 절차를 진행 중이라고 밝혔다. 사실상 고객 인증이 끝났다는 것은 언제든 대량 양산 돌입이 가능하다는 뜻이다.
SK하이닉스는 "서버 시스템에 이 제품을 적용하면 기존 DDR5 모듈 대비 용량이 50% 늘어나고 제품 자체의 대역폭도 30% 확장돼 초당 36GB의 데이터를 처리할 수 있다"며 "데이터센터를 구축·운영하는 고객이 투입하는 총소유비용(TCO)을 절감하는 데 기여할 수 있다”고 밝혔다.
SK하이닉스는 96GB 제품 인증에 이어 128GB 제품도 다른 고객과 인증 절차를 진행하고 있다. 이 제품은 10나노급 5세대(1b) 미세 공정을 적용한 32Gb(기가비트) DDR5 D램을 탑재해 전성비(일정 전력 단위당 처리할 수 있는 초당 데이터 용량)가 높다. SK하이닉스는 128GB 제품 인증도 이른 시일 내 마쳐 고객이 원하는 시점에 제품을 적기 공급할 수 있는 포트폴리오를 구축할 계획이다.
기술력이나 고객 인증면에서 한 발 앞선 건 삼성전자다. 삼성전자는 지난 2021년 5월 업계 최초로 CXL 기반 D램 기술을 개발했다고 발표한 바 있다. 이어 2023년에도 업계 최초로 CXL 2.0을 지원하는 128GB D램을 개발했으며 지난해 말 고객 인증을 마쳤다. 삼성전자는 조만간 256GB 제품 인증도 마무리할 것으로 알려졌다.
업계에서는 삼성전자가 과거 HBM 시장 주도권을 SK하이닉스에 내준 경험을 반복하지 않기 위해 CXL 시장 선점에 총력을 기울이고 있다고 평가하고 있다.
업계의 관심도 CXL 시장에서 삼성과 SK 가운데 과연 누가 먼저 주도권을 쥘지에 쏠려 있다. 현재 서버 구조에서는 CPU가 연결할 수 있는 메모리 용량에 한계가 있는데 메모리 자원 활용이 유연한 CXL의 경우 AI·클라우드·빅데이터 등 고성능 연산이 필요한 분야에서 특히 강점이 될 수 있기 때문이다. 그야말로 ‘블루오션’이다.
시장조사 욜인텔리전스에 따르면 CXL 관련 시장 규모가 2022년 170만달러(234억원)에서 2026년 21억달러(3조원)으로, 다시 2028년까지 158억달러(22조7000억원)로 급성장할 것으로 예측된다. CXL D램이 전체 CXL 시장의 80% 이상 매출을 차지할 것으로 전망하고 있다.
CXL이 메모리 용량·대역폭 한계를 극복하고 데이터센터의 효율성과 경제성을 혁신적으로 높일 수 있는 기술로 떠오르고 있는 만큼 양사는 지속적인 연구개발과 글로벌 협력을 통해 CXL 생태계 확장과 시장 우위를 확보하기 위해 주력할 것으로 예상된다.
글로벌 메모리 기업 마이크론도 지난 2023년 CXL 2.0 기반 메모리 확장 모듈을 내놓고 삼성전자와 SK하이닉스를 바짝 추격하고 있어 메모리 반도체 빅3가 제2 AI 반도체 시장에서 치열한 경쟁이 예상된다.
업계 관계자는 “삼성전자와 SK하이닉스가 CXL 상용화에 적극적으로 나서면서 AI와 데이터센터 시장의 핵심 인프라로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다”며 “다만 본격적인 시장 개화와 확장에는 CPU 업체의 지원, 소프트웨어 생태계, 고객사 인증 등 여러 과제가 남아 있어 2025년 하반기 이후 실질적인 성과가 본격화될 것으로 예상한다”고 말했다.
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