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몸값 올라가는 HBM, SK·삼성 향방 가를 로드맵은?

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최신 반도체 기술 중 하나인 HBM(High Bandwidth Memory)이 각광받고 있다. 고성능과 저전력 특성을 갖춘 HBM은 AI 및 머신러닝 분야에서도 뛰어난 성능을 발휘하기 때문이다. 이와 함께 3D 스택 형태의 메모리 아키텍처로 높은 대역폭을 실현한다. 이는 대규모 데이터 처리 및 다중 연산을 필요로 하는 AI 알고리즘에 최적화한 성능인 셈이다. 이에 반도체 기업들은 차세대 먹거리인 HBM 키우기에 나서고 있다. 



회복세로 돌아서는 반도체 시장

 

최근 공개되는 지표를 살펴보면, 반도체 시장이 개선되는 조짐이 보인다. 과학기술정보통신부의 통계에 따르면, 지난 1월 ICT 수출액은 163억5000만 달러로 전년 동기 대비 25.1% 증가한 것으로 나타났다. 이는 2022년 5월 이후 처음으로 두 자릿수대의 성장세를 보인 것으로, 전체 ICT 수출은 반도체의 향상된 성과로 인해 11월부터 3개월 연속으로 전년 동기 대비 증가세를 이어가고 있다. 

 

글로벌 반도체 제조 산업도 회복 추세를 보인다. 국제반도체장비재료협회(SEMI)와 테크인사이츠가 발간한 보고서에 따르면, 작년 4분기에는 전자제품과 집적회로 판매가 증가하며, 2022년 하반기 이후 처음으로 전자제품 판매가 1% 상승했다.

 

반도체 수요 개선과 재고 정상화가 시작되면서 IC 매출액은 전년 동기 대비 10% 증가하고, 2024년 1분기에는 18%의 매출액 상승이 예상된다. 보리스 메토디에프 테크인사이츠 디렉터는 “아날로그 반도체 시장의 성장이 제약받지만, AI가 최첨단 반도체 수요를 유발하는 거대한 촉매제가 될 것”이라고 전망했다.

 

메모리 D램 현물 가격은 5개월 연속 상승세를 보이며, 삼성전자와 SK하이닉스의 감산 효과가 드러나고 있다. D램 익스체인지에 따르면, ‘DDR4 8기가비트(Gb) 2666’의 현물 가격은 작년 말 대비 10% 상승해 1.937달러로 기록됐다. 이는 전방 IT 수요 부진과 경기 침체의 영향으로 지난해 하락세를 이어가다가 공급 업체의 감산 효과와 재고 소진으로 인해 가격이 상승하는 상황이다. 세 가지 주요 지표를 통해 현재 반도체 시장은 안정기를 거쳐 상승기로 향하는 모양새다.

 

이 선두에는 HBM이 있으며, 현재를 넘어 미래 가치가 높아지는 양상이다. 

 

삼성전자·SK하이닉스의 효자종목된 HBM


삼성전자가 작년 4분기 D램 흑자 전환에 성공한 데 이어, 1분기 메모리 사업에서도 상승세를 이어갈 것으로 예상된다고 밝혔다. 김재준 부사장은 “생성형 AI 관련 HBM 서버와 SSD 수요에 적극 대응하며 수익성 개선에 집중할 계획”이라고 언급했다. 또한, 메모리 수요 환경의 점진적인 회복세를 예상하며, HBM 등의 프리미엄 제품에 대한 수요도 증가할 것으로 전망했다.

 

김 부사장은 메모리 생산에서 진성 수요 위주로 공급 대응할 계획이며, D램과 낸드 모두에 대한 세부 제품별 재고 수준을 종합적으로 고려해 선별적인 생산 조정을 진행할 예정이라고 밝혔다. HBM 판매량은 작년 4분기에 40% 이상 성장한 것으로 나타났다. 

 

이에 경계현 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문장(사장)은 SNS를 통해 “HBM3E 샤인볼트와 같은 삼성전자 반도체 제품은 생성형 AI 애플리케이션의 속도와 효율성을 향상시킬 준비가 돼 있다”고 밝히기도 했다. 삼성전자는 지난해 10월 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘메모리 테크 데이’에서 초당 최대 1.2TB 이상의 데이터를 처리하는 HBM3E D램 샤인볼트를 처음 선보인 바 있다. 이어 경계현 사장은 “AI 비전을 현실로 만드는 데 필요한 솔루션을 고객에게 제공할 것”이라고 덧붙였다. 

 

한편, SK하이닉스는 올해 메모리 반도체 수요 회복에 따라 HBM 등 프리미엄 제품을 중심으로 감산 규모를 점진적으로 조정한다고 밝혔다. 이에 레거시 제품의 감산은 계속되며, 프리미엄 제품 중심으로의 생산 확대가 예상된다. SK하이닉스는 수익 중심의 운영을 유지하면서 보수적인 투자 기조를 유지할 계획이며, 특히 AI 수요 증가에 대응하기 위한 선단 공정 양산을 강화하고 실리콘관통전극(TSV) 증설 및 필수 인프라 투자 등의 우선순위를 고려해 투자할 예정이다. 

 

SK하이닉스는 AI용 메모리 수요가 증가함에 따라, 고객에 필요한 가치를 제공하면서 합리적인 가격을 유지하는 데 초점을 맞출 것이라고 설명했다. 차세대 HBM 제품인 HBM3E는 상반기 중 공급을 시작할 예정이며, 기기 자체에서 AI를 구동하는 온디바이스 AI 수요를 중심으로 메모리 반도체 수요를 확대할 계획이라고 밝혔다. SK하이닉스는 HBM 세일즈·마케팅 조직을 포함해 제품 설계, 소자 연구, 제품 개발 및 양산까지 모든 부서를 한데 모아 ‘HBM 비즈니스’ 조직을 신설하는 등 적극적인 행보를 보이고 있다. 

 

출시 앞둔 HBM3E, 시장 구도는 어떻게?

 

현재 HBM 시장에서 선두를 달리는 건 SK하이닉스다. 지난해 세계 최초로 HBM3E를 발표하면서 경쟁자인 삼성전자보다 한 발 앞서갔다. HBM3E는 5세대에 해당하며, HBM3의 확장 버전이다. SK하이닉스 HBM3E는 AI용 메모리에서 가장 중요한 속도를 비롯해 발열 제어, 고객 사용 편의성 등의 측면에서 높은 수준을 달성했다.

 

특히 속도의 경우 초당 최대 1.15TB 이상의 데이터를 처리한다. 이 제품이 주목받는 또 하나의 이유는 엔비디아와의 관계다. SK하이닉스는 현재 엔비디아에 HBM3를 공급하는 유일한 기업이다. 업계에서는 SK하이닉스 HBM3E가 오는 3월 중 양산돼 엔비디아에 납품될 것으로 내다봤다. 

 

올해 삼성전자는 SK하이닉스와의 격차를 줄이기 위해 전방위적으로 HBM 공략에 나설 것으로 보인다. 지난해 선보인 HBM3E 샤인볼트도 이미 고객사에 샘플이 공급된 것으로 알려졌다. 다만 SK하이닉스와의 차별점이 있다면, 삼성전자는 HBM과 패키지 기술, 파운드리까지 결합된 맞춤형 턴키 서비스가 가능하다는 것이다. 이에 삼성전자 HBM3E 역시 올해 상반기 안으로 양산을 계획하고 있다. 삼성전자는 2025년까지 HBM4 샘플링, 2026년 HBM4 양산을 진행할 것이라고 밝힌 바 있다. 

 

헬로티 서재창 기자 |










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