개화기 온다… 삼성·SK "HBM 60% 증가"

'차세대 D램' 수요 기대감 증폭
내년에도 30% 수준 성장 예상
챗GPT·AI용 GPU 필수 아이템

삼성전자의 HBM. 삼성전자 제공

SK하이닉스가 개발한 12단 적층 HBM3. SK하이닉스 제공

삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 메모리반도체 기업들이 차세대 D램 솔루션으로 주목하고 있는 고대역폭메모리(HBM)에 대한 수요가 대폭 늘어날 것으로 기대된다.

29일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 전 세계 HBM 수요가 2억9000만GB로 전년 대비 60% 가까이 증가할 것으로 보인다. 트렌드포스는 HBM 수요가 내년에도 30% 수준의 시장 성장세를 지속할 것으로 예상했다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 고성능 제품으로, 기존 D램보다 데이터의 처리 속도를 대폭 개선한 것이 특징이다.

이 제품은 아직 전체 D램 시장에서 차지하는 비중이 한 자릿대 수준에 그쳐 시장 형성 극초기 단계지만, 챗GPT를 시작으로 생성형 인공지능(AI) 시장이 커지면서 주목도가 높아지고 있다. 한번에 여러 정보를 동시에 처리하고 또 대규모 연산을 초고속으로 처리해야 하는 AI용 그래픽처리장치(GPU) 특성상 방대한 데이터를 원활히 처리하기 위한 고성능·고용량 메모리반도체가 필수적이기 때문이다.

트렌드포스는 "현재 HBM 수요가 증가하는 원동력은 엔비디아 GPU를 탑재한 AI 서버와 자체 주문형 반도체(ASIC)를 개발 중인 구글과 AWS 등 대형 클라우드 서비스 업체들"이라며 "AI 반도체의 수요가 동시다발적으로 발생해 잠재적인 성장률이 50%를 초과할 수 있다"고 분석했다.

트렌스포스는 지난해 글로벌 HBM 시장을 SK하이닉스가 50%, 삼성전자가 40%를 점유하고 있다고 추정한 바 있다. 올해는 SK하이닉스가 점유율을 53%까지 높일 것으로 내다봤다.

SK하이닉스는 지난 2013년부터 HBM 개발을 본격적으로 시작해 현재 유일하게 4세대 HBM 제품(HBM3)을 양산하고 있다. 이 제품은 챗GPT에 사용되는 엔비디아의 GPU H100에 적용된다. 엔비디아가 현재 전 세계 AI용 GPU 시장에서 90% 이상의 시장점유율을 보이고 있는 만큼 엔비디아의 파트너인 SK하이닉스도 수요 증가 영향을 받을 것으로 기대된다.

삼성전자도 차세대 HBM 개발에 박차를 가하고 있다. 삼성전자는 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품도 샘플 출하 중으로 양산 준비를 이미 완료했으며, HBM3의 양산 준비를 완료한 데 이어 시장이 요구하는 더 높은 성능과 용량의 차세대 HBM3P 제품도 하반기 출시 예정인 것으로 알려졌다. 최근 AMD가 엔비디아에 대항하기 위해 출시한 고성능 AI 반도체 MI300에 삼성전자의 HBM3가 탑재된 것으로 전해진다. 업계에서는 올해 4분기부터 삼성전자도 HBM3 공급을 본격화할 것으로 예상하고 있다.

특히 삼성전자는 이종집적 기술을 적용해 극자외선(EUV)를 사용한 최선단 로직 반도체와 HBM 등 고성능 메모리 반도체를 하나로 연결한 2.5D, 3D 패키지 제품을 제공할 수 있다는 것에 강점이 있다. 이와 관련 삼성전자는 세계 최초로 메모리와 시스템반도체를 융합한 HBM-PIM을 선보이기도 했다.

전혜인기자 hye@dt.co.kr