반도체 반등은 언제? AI 반도체와 HBM 메모리
자료: https://www.nextplatform.com/반도체 시장 침체, 저점은 어디인가?
7전자가 다시 6만전자로 내려오고, SK하이닉스도 고전을 면치 못하면서 반도체 시장의 저점은 언제인가? 에 대한 기사가 연일 게재되고 있습니다.
글로벌 경제시장은 뚜렷한 호전의 기미가 보이지 않고 있기 때문에, 소비심리에 큰 영향을 받을 수 밖에 없는 반도체 시황 역시 불확실한 시기를 지나고 있습니다.
본 포스팅에서는 반도체 시장 반등 예상 시기와, 열쇠가 되는 AI 반도체, 특히 HBM 반도체에 대해 살펴보겠습니다.
Yole은 23년 상반기,
저점 통과를 예상
관점마다 예상은 어느 정도 다르지만, 23년 내에는 반등이 이루어질 것으로 예상되고 있습니다. Yole은 지난 달 27일 발표한 보고서에서 올해 하반기부터 본격적인 반등이 이루어질 것으로 예상한다고 밝혔습니다.
보고서에 따르면, 서버/데이터센터용 DRAM 메모리 수요 증가를 포함해, SSD가 탑재된 Application 출하량이 늘어날 것으로 전망되고, 거기에 AI 분야의 발전이 수요 증가를 가속화 할 것으로 예상하고 있습니다.
Nvidia를 필두로, AI 시장은 활황
저점 통과는 물론, 장기적으로 반도체 시장을 견인할 것으로 예상되는 것은 AI 반도체. 그 AI 분야에서 80% 이상의 압도적인 점유율을 보이는 Nvidia 입니다.
AI 분야는 글로벌 반도체 시황에는 영향을 받지 않고, 계속해서 가파른 성장세를 보이고 있습니다. 시스템 반도체 전체 시장 대비 규모가 2030년에는 30%대로 확대될 것으로 예상되고 있습니다.
이 회사의 분기 매출은 71억9000만 달러로 예상치 65억2000만 달러를 웃돌았다.
이 회사의 최고경영자 젠슨 황은 "데이터 센터 제품에서 급격한 수요가 나타나고 있다"고 강조했다.
이같은 실적의 예상 대비 호조 속에 실적 발표 직후(한국시각 25일 새벽 6시 42분 기준) 이 회사의 시간외 주가는 391.02 달러로 28.04%나 치솟은 채로 움직였다.
출처 : 중앙일보 기사 (23.5.25)
GPU 기술력으로,
AI 반도체까지 섭렵하는 Nvidia
Nvidia는 원래는 게임용 그래픽카드 등에 사용되는 GPU 칩을 제조하는 Fab-less 업체입니다. 그런데, AI 분야 중 Deep-Learning 분야에서 컴퓨터가 정보를 학습할 때 필요한 연산에 GPU가 기존의 CPU 대비 압도적인 성능(속도)을 보이면서 GPU 가 AI 의 Main Stream이 되었습니다.
단일 연산에서는 CPU가 압도적이지만, 복잡하지 않은 정보를 단 시간내에 처리할 수 있는 병렬식 구조의 GPU는 딥 러닝 속도에서 탁월함을 보였습니다. CPU는 폰 노이만 구조라고 불리우는 단일 연산에 특화된 직렬 회로구성을 가지고 있어 Data의 병목현상이 발생할 수 밖에 없습니다.
최근에는 경쟁사들이 인간의 신경망을 본떠서 AI 분야로 최적화시킨 NPU(Neumorophic Processor Unit)를 개발하고 있지만, Nvidia는 단순히 GPU를 제조할 뿐만 아니라, AI 개발에 최적화된 Framework(CUDA)를 구성해놓음으로써 하드웨어 뿐만 아니라, 소프트웨어적인 면에서도 지배력을 공고히하고 있습니다.
CUDA 는 AI 연구의 Framework를 제공한다. (자료: Nvidia)AI 반도체는 Logic + Memory
GPU의 장점을 그대로 살리려면, 처리되는 Data에서 병목현상이 없어야 하고, 이를 위해서는 고성능의 DRAM이 GPU 옆에 위치해있어야 합니다.
GPU는 Logic 반도체로, 약 2년을 주기로 그 Node가 감소하고 있습니다. 현 수준에서는 TSMC와 삼성전자의 3nm가 최신 Node라고 보면 되고, Nvidia는 TSMC의 4nm 공정을 사용합니다.
자료: https://www.nextplatform.com/DRAM은 그 자체로도 Node를 줄여가고 있지만, 패키징 기술의 혁신을 통해서도 처리 속도를 크게 높였습니다. 바로 HBM (High Bandwidth Memory)가 그 주인공입니다.
고속의 HBM 메모리,
SK하이닉스 점유율 1위
HBM은 2013년 SK하이닉스가 처음으로 개발하여, 그 뒤로 계속해서 세대를 발전시키고 있습니다. 가장 최신 제품은 HBM3 으로, 세대별로 약 2.5배 수준으로 성능이 개선되고 있습니다. Key Performance는 용량/대역폭/IO Speed입니다.
세대별 HBM 성능 지표
AI 반도체에서의 HBM 물리적 구성HBM은 DRAM 제품 중 메인이 되는 제품은 아니기 때문에, 전체 DRAM 시장에서 매출 비중은 1.5% 수준이라고 합니다만, 25년까지 CAGR 45% 수준으로 고속 성장할 것으로 전망되고 있어 반도체 저점 극복의 열쇠 역할을 할 것이라고 기대하고 있습니다.
이상으로, 메모리 반도체 시장 전망과 AI 반도체 기술에 필수적인 HBM 반도체에 대한 포스팅을 마칩니다.
일반 D램값의 두세 배 HBM, 반도체 불황 돌파구 되나 | 중앙일보 (joongang.co.kr)
