내년 D램 생산 HBM 비중 30%로 확대...치열해지는 삼성,하이닉스 경쟁

내년 전체 D램 생산 능력 중 HBM 30%까지 상승할 전망이다/챗GPT

인공지능(AI)용 고대역폭 메모리(HBM) 생산이 늘면서 내년에는 세계 D램 웨이퍼(반도체 원판) 생산 능력의 약 30%가 HBM 생산에 투입될 전망이다. HBM에 더 많은 생산 라인을 배정하면서 PC·스마트폰 등에 쓰이는 일반 D램 공급은 줄어들 가능성이 커졌다. HBM3E까지 SK하이닉스가 앞섰던 HBM 시장에서는 HBM4를 앞세운 삼성전자의 추격도 빨라지고 있다.

29일 로이터에 따르면 김태우 삼성전자 메모리사업부 부사장은 HBM 생산에 투입되는 웨이퍼가 현재 전체 D램 업계 생산 능력의 약 20%에서 내년 30% 가까이 늘어날 것으로 전망했다. 시장조사 업체 트렌드포스가 지난 6월 내놓은 전망과 비슷하다. 다만 세계 D램 시장의 약 40%를 차지하는 삼성전자에서 생산 전략을 담당하는 임원이 같은 전망을 내놓으면서 HBM 증산이 실제 D램 생산 계획에 반영되고 있음을 보여준 것이다.

◇D램 웨이퍼 30% HBM에 투입… 생산 용량은 13%

HBM 생산이 늘면 같은 설비에서 만들 수 있는 전체 D램 양은 줄어든다. HBM은 D램을 여러 장 수직으로 쌓는 데다 개별 칩의 면적도 커 같은 용량을 생산하는 데 일반 D램보다 많은 웨이퍼가 필요하기 때문이다. 트렌드포스는 내년 HBM이 전체 D램 웨이퍼의 30%를 사용하지만 비트(데이터 저장 단위) 기준 생산량은 13%에 그칠 것으로 예상했다.

HBM 생산 확대와 AI 서버용 D램 수요 증가로 PC·스마트폰용 D램 생산에 배정할 수 있는 웨이퍼는 더 줄어들 전망이다. AI 서버는 GPU 옆에 HBM을 탑재하는 동시에 CPU용으로 대용량 DDR5도 사용해 데이터센터가 늘어날수록 두 제품의 수요가 함께 증가한다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론이 한정된 웨이퍼 생산 능력을 HBM과 서버용 D램에 우선 배정하면 PC·스마트폰용 D램에 돌아가는 물량은 그만큼 줄어들 수밖에 없다.

HBM 공급 부족은 가격에도 영향을 미치고 있다. 트렌드포스는 고가인 HBM4의 판매 비중 증가와 공급 제약을 반영한 내년 HBM 평균 판매 가격이 올해보다 121% 높아질 것으로 전망했다. 가격 상승과 공급 부족이 이어지자 엔비디아 등 AI 반도체 업체들은 AI 가속기에 탑재하는 HBM 용량을 줄이는 방안도 검토하고 있다. D램을 12단 쌓은 제품보다 같은 수의 D램으로 더 많은 패키지를 생산할 수 있는 8단 제품의 채택을 늘리는 방식이다.

◇HBM4서 빨라진 삼성 추격

HBM이 전체 D램 생산에서 차지하는 비율이 빠르게 커지면서 시장 주도권을 차지하기 위한 삼성전자와 SK하이닉스의 점유율 경쟁도 치열해지고 있다. 특히 HBM3E까지 SK하이닉스가 크게 앞섰던 것과 달리 HBM4로 세대 전환이 진행되면서 삼성전자가 격차를 빠르게 좁히고 있다. 시장조사 업체 카운터포인트리서치에 따르면 SK하이닉스의 HBM 매출 점유율은 올 1분기 58%에서 2분기 50%로 낮아진 반면 삼성전자는 21%에서 33%로 상승했다.

일부 시장조사 업체와 증권사에서는 내년 삼성전자가 SK하이닉스를 앞설 것이란 전망도 나오고 있다. UBS는 내년 HBM 비트 출하량 점유율을 삼성전자 41%, SK하이닉스 39%로 예상했다. 삼성전자가 HBM4에 1c D램과 자체 4나노 공정의 로직 베이스다이를 적용하고 생산량을 빠르게 늘리고 있다는 점을 반영했다.

SK하이닉스는 HBM4에서도 생산 경쟁력을 유지할 수 있다는 입장이다. 지난 7월 HBM4의 수율과 품질이 이미 HBM3E에 근접했으며 생산 능력도 계획대로 늘리고 있다고 밝혔다. HBM은 단순히 웨이퍼를 많이 투입한다고 점유율을 높일 수 있는 제품이 아니라 고객사 인증과 수율, 장기간 쌓아온 공급 경험이 중요한 만큼 기존 고객 관계와 양산 능력을 바탕으로 우위를 유지할 수 있다는 설명이다.