“비싸고 수요 확실” 차세대 HBM에 사활 건 메모리반도체 기업

SK하이닉스, 내년 상반기 HBM3E 양산
삼성전자, 2025년 목표로 HBM4 개발

메모리 반도체 업계가 생성형 인공지능(AI) 구동을 돕는 차세대 고대역폭 메모리(HBM) 개발에 사활을 걸었다. HBM은 일반 D램보다 가격이 수배 가량 비싸면서도, 확실한 수요처로 주목받고 있다.

19일 대만 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 내년 HBM의 연간 매출 성장률은 172%에 달할 전망이다. 현재 HBM이 전체 메모리 반도체 시장에서 차지하는 비중은 출하량 기준 1% 남짓이지만, 매출은 급성장할 것으로 전망했다. 최신 HBM의 높은 가격, 생성형 AI 열풍에 따른 수요 급증 등이 그 배경이다. 업계에선 HBM의 가격이 서버용 D램 중 가장 최신 제품인 DDR5보다 최소 6~7배 이상 비싼 것으로 보고 있다.

HBM은 엔비디아의 고성능 GPU(그래픽처리장치) 같은 AI 반도체와 성장을 같이 한다. 고용량·초고속 메모리 반도체로 AI에서 두뇌 역할을 하는 GPU의 가동을 돕는다. 여러 개의 D램을 수직으로 연결하는 방법으로 데이터 처리 속도를 끌어올렸다.

HBM의 최신 모델은 5세대 제품인 ‘HBM3E’다. 최근 시장에서 활발히 생산되는 HBM3의 업그레이드 버전이다. 트렌드포스는 “내년 메모리 반도체 3사(삼성전자, SK하이닉스, 마이크론)는 HBM3E를 본격적으로 도입해 AI 반도체의 성능 향상을 보장할 것”이라고 내다봤다.

SK하이닉스는 지난 8월 한국 최초로 HBM3E 개발에 성공했다. 초당 1.15테라바이트(TB) 이상의 데이터를 처리할 수 있다. Full-HD 영화(5GB) 230편 분량의 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다. 열 방출 성능은 HBM3 대비 10% 향상시켰다. 업계는 내년 상반기부터 양산에 들어갈 것으로 예측한다.

삼성전자는 HBM4 개발까지 노리고 있다. 황상준 삼성전자 메모리사업부 D램 개발실장(부사장)은 최근 기고문에서 “2025년을 목표로 HBM4를 개발 중”이라고 밝혔다. HBM3E의 경우 9.8Gbps(초당 기가비트) 속도의 제품을 개발해 고객사에 샘플 공급을 시작할 예정이다. 삼성전자의 HBM3E는 올해 4분기에 공개될 것으로 보인다.

AI 반도체 시장을 독점한 엔비디아가 삼성전자·SK하이닉스의 가장 중요한 고객사일 수밖에 없다. 김록호 하나증권 연구원은 “내년 2분기 엔비디아의 신규 GPU GH200에도 SK하이닉스의 HBM이 탑재될 예정”이라고 전망했다. SK하이닉스는 HBM3을 엔비디아에 공급해왔다. 노근창 현대차증권 연구원은 “삼성전자는 올 4분기 후반부터 HBM3을 엔비디아에 본격적으로 공급하면서 D램 부문 실적이 더욱 개선될 것”이라고 내다봤다.

미국 마이크론은 지난 7월 업계 최초로 초당 1.2TB 이상의 대역폭과 9.2Gb 이상의 핀 속도를 갖춘 ‘HBM3 Gen 2’ 메모리의 샘플링을 시작했다고 밝혔었다. 현재는 HBM3E로 소개되고 있다. 삼성전자도 HBM3 업그레이드 버전의 이름을 기존 HBM3P에서 최근 HBM3E로 바꾼 것으로 알려졌다. 업계에선 마이크론도 내년 초부터 HBM3E 양산을 시작할 것으로 예상하고 있다.

조민아 기자 minajo@kmib.co.kr

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