인공지능 핵심 고대역폭 메모리 ‘HBM’ 점유율 90%… K-반도체의 미래 이끈다[ICT]

■ ICT
AI용 GPU에 탑재되는 D램
일반 D램보다 최대 5배 비싸
올해 수요 작년보다 60% 늘듯
SK가 글로벌 시장 50% 차지
삼성전자 40%·마이크론 10%

게티이미지뱅크

챗GPT를 비롯해 생성형 인공지능(AI) 바람이 불며 고대역폭 메모리인 HBM(High Bandwidth Memory)이‘K-반도체’의 미래로 떠오르고 있다. HBM은 차세대 디램(DRAM)으로 주목받는 제품이다. 수많은 데이터 학습이 필요한 초거대 AI 분야에서는 HBM이 필수적이다. 일반 디램보다 가격이 낮게는 2배, 많게는 5배까지 비싸 수익성도 높다. SK하이닉스와 삼성전자 등 국내 기업이 세계 HBM 시장을 선점하고 있어 향후 국내 반도체 업황에 긍정적 영향을 줄 것으로 보인다.

◇HBM이 끌어올린 국내 반도체 기업들 주가 = 17일 관련 업계에 따르면 SK하이닉스의 주가는 연초대비 50%(지난 13일 기준) 넘게 올랐다. 5월 들어 8만∼9만 원대의 박스권을 벗어난 주가는 6월 13일 1년 신고가를 경신하며 11만 원 선을 유지하고 있다. 불과 6개월 전만 해도 ‘아직 바닥이 멀었다’던 SK하이닉스 주가 고공 행진의 이유는 HBM 덕으로 풀이된다. 한동희 SK증권 연구원은 최근 보고서를 통해 “HBM에 대한 SK하이닉스의 높은 경쟁력에 주목한다”고 밝혔다.

SK하이닉스의 고공행진은 미국 그래픽처리장치(GPU) 제조 기업인 엔비디아의 깜짝 실적으로 시작됐다. 5월 말 엔비디아는 올해 1분기 실적발표에서 시장 전망치인 65억2000만 달러(약 8조2600억 원)를 훌쩍 넘어선 71억9000만 달러의 매출을 기록했다고 밝혔다. 2분기 매출은 110억 달러에 이를 것으로 예상됐다. 시장 예상치(71억5000만 달러)를 50% 이상 웃돈 수치였다. 엔비디아는 챗GPT와 같은 생성형 AI의 개발에 최적화된 GPU를 보유하고 있기 때문이다.

엔비디아의 어닝 서프라이즈는 태평양 건너 국내 반도체 기업들의 주가를 밀어 올렸다. 엔비디아의 실적 발표 다음 날 삼성전자는 장중 7만 원까지 올랐고 SK하이닉스도 10개월 만에 10만 원 선을 회복했다. 시장에서는 그 배경으로 HBM을 꼽았다. HBM은 디램 여러 개를 수직으로 연결해 디램보다 높은 데이터 처리 속도를 보이는 고성능 메모리로, AI용 GPU에 탑재된다. AI가 막대한 양의 데이터를 빠르게 처리해야 하는 분야인 만큼 AI 산업이 발달하며 HBM 수요도 크게 늘 전망이다.

◇SK하이닉스, 삼성전자 HBM 시장 선점 박차 = 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 세계 HBM 시장 1위는 점유율 50%를 차지한 SK하이닉스였다. 이어 삼성전자가 40%, 마이크론이 10%로 뒤를 이었다. HBM 최초 개발사인 SK하이닉스는 3세대 HBM2E와 4세대 HBM3 분야에서 시장점유율 1위다. 지난해 6월 세계 최초로 HBM3를 양산해 엔비디아에 납품하기도 했다. HBM3는 풀고화질(HD) 영화 163편을 1초 만에 전송할 수 있는 수준(초당 819GB)의 속도를 자랑한다. SK하이닉스는 올 하반기에 5세대 HBM3E 시제품 공개를 앞두고 있다.

삼성전자의 추격도 거세다. 시장에서는 삼성전자가 올해 4분기쯤 SK하이닉스의 HBM3와 동일 수준의 스펙을 가진 HBM3를 선보일 것으로 본다. 삼성전자가 내년까지 HBM 생산능력을 2배 확대할 것이란 전망도 나온다. 삼성전자는 AMD·엔비디아 등에서 HBM 공급을 늘려 달라는 주문을 받은 것으로 알려졌다.

경계현 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문장(사장)은 최근 임직원과 진행한 ‘위톡’에서 “최근 (삼성의) HBM3 제품이 고객사들로부터 우수하다는 평가를 받고 있다”며 “HBM3, HBM3P가 내년에는 DS 부문 이익 증가에 기여하게 될 것”이라고 말했다. 김동원 KB증권 연구원은 “올 4분기부터 삼성전자는 북미 GPU 업체에 HBM3 공급을 본격화할 것으로 기대된다”면서 “삼성전자 전체 디램 매출에서 HBM3가 차지하는 매출비중은 2024년 18%까지 확대가 예상된다”고 말했다.

◇차세대 메모리 HBM 시장 올해 60% 성장 = 아직까지 HBM이 전체 디램 시장에서 차지하는 비율은 미미하고 시장도 형성 초기 단계지만 성장성은 뚜렷하다. 트렌드포스는 올해 전 세계 HBM 수요가 2억9000만GB로 작년보다 60% 가까이 증가하고 내년에는 30% 더 성장할 것으로 추정했다. 트렌드포스는 “현재 HBM 수요가 증가하는 원동력은 엔비디아 GPU를 탑재한 AI 서버와 자체 주문형 반도체(ASIC)를 개발 중인 구글·아마존웹서비스(AWS) 등 대형 클라우드 서비스 업체들”이라고 설명했다.

임정환 기자 yom724@munhwa.com