AI 열풍에 급등한 HBM 장비주

D램 수직으로 쌓은 HBM, 처리 속도 빨라… 한미반도체, 피에스케이홀딩스 수혜

HBM(고대역폭메모리) 생산에 필수적인 TC본딩(접합) 장비를 생산하는 한미반도체. [한미반도체 제공]

인공지능(AI) 시대가 본격적으로 열리면서 고성능 반도체 관련 기업에 투자자의 관심이 집중되고 있다. 국내에서는 고성능 컴퓨팅 기술에 필요한 HBM(고대역폭메모리) 관련주가 수혜주로 꼽히며 주가 또한 가파르게 상승 중이다. HBM은 D램 여러 개를 수직으로 쌓아 접합해 만든 고성능 메모리 반도체로, 일반 D램보다 처리 속도가 빠르고 전기 소비량은 적으며 공간을 덜 차지하는 게 장점이다. 다만 HBM은 뛰어난 성능에도 생산 공정이 복잡하고 평균 판매 단가가 D램의 3배 이상 들어 활용도가 낮았다. 하지만 최근 생성형 AI 열풍으로 D램의 데이터 처리 속도가 중요해지자 HBM 수요가 크게 증가하며 차세대 메모리 반도체로 떠올랐다. 대만 시장조사전문업체 트렌드포스에 따르면 HBM 시장 규모는 올해 60% 증가하고, 2025년까지 연평균 45% 이상 성장할 것으로 예상된다(그래프1 참조).

삼성전자와 SK하이닉스 경쟁 본격화

현재 글로벌 HBM 시장점유율은 SK하이닉스 50%, 삼성전자 40%로 두 기업이 장악했는데, 업계는 HBM 시장 확대를 놓고 SK하이닉스와 삼성전자의 경쟁이 더 치열해질 것으로 전망한다(그래프2 참조). 2013년 HBM을 최초로 개발한 SK하이닉스는 유일하게 4세대인 HBM3를 양산하며 기술력에서 치고 나서는 모습이다(표 참조). 한발 뒤진 삼성전자는 HBM 시장이 확대됨에 따라 하반기에 HBM3 제품을 양산할 계획이다.

김동원 KB증권 연구원은 "4분기부터 삼성전자는 북미 GPU(그래픽처리장치)업체에 HBM3를 본격적으로 공급하기 시작할 것으로 기대된다"며 "삼성전자 전체 D램 매출에서 HBM3의 비중은 2023년 6%에서 2024년 18%까지 확대될 것으로 보인다"고 분석했다.

업계는 한계에 다다른 미세공정의 대안으로 첨단 패키징이 대두된 것도 HBM 시장이 확대된 주요인으로 본다. 삼성전자와 나노(㎚) 기술에서 경쟁하는 대만 TSMC가 첨단 패키징 기술인 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트(CoWoS)' 패키징 시장을 선도하고 있는데, 이 기술은 기판 위에 HBM과 GPU를 탑재한 주문형 반도체(ASIC)를 하나로 연결하는 것이 핵심이다(그림 참조).

HBM 관련 장비주 급등

투자자들은 첨단 패키징 수요 증가에 따라 HBM 수혜 기업들을 주목하고 있다. 대표 업체가 한미반도체다. HBM을 구현하려면 적층한 D램을 관통하는 미세 구멍을 뚫어 그 안에 전도성 물질을 충전해 통로를 만들어야 하는데(TSV 기술),

한미반도체는 이때 필수적으로 사용되는 TC본딩(접합) 장비를 생산한다. 도현우 NH투자증권 연구원은 "한미반도체는 하반기부터 본딩 장비 매출이 증가하고, 2024년 가시화되는 하이브리드 본딩 관련 장비 매출이 이익에 반영될 전망"이라며 "올해 매출액 3451억 원, 영업이익 1342억 원으로 성장할 것"이라고 예측했다.

인쇄회로기판(PCB)과 부품을 서로 붙이는 데 쓰이는 리플로 장비업체들도 HBM 수혜 기업으로 꼽힌다. 리플로 업체로는 레이저를 활용한 레이저 리플로 장비를 생산하는 프로텍과 레이저쎌, 열과 압력을 이용하는 매스 리플로 장비를 제조하는 피에스케이홀딩스와 에스티아이 등이 있다. 이 기업들은 HBM으로 실적 향상이 기대돼 최근 주가가 가파르게 상승하고 있다. 대장주인 한미반도체는 최근 석 달간 113% 올랐으며, 7월 13일에는 상한가를 기록하기도 했다. 같은 기간 피에스케이홀딩스(187%), 에스티아이(133%), 프로텍(128%) 레이저쎌(66%)도 상승했다.

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한여진 기자 119hotdog@donga.com