"HBM 공급 부족 최소 5년 이상… 증설로도 역부족"

첨단 GPU·ASIC 수요 급증
수율·제조주기 등도 영향

HBM 공급 부족 현상이 향후 5년 이상은 갈 것이라는 전망이 나왔다. 사진은 챗GPT가 그린 일러스트.

인공지능(AI) 확산에 따른 고대역폭메모리(HBM) 수요 급증으로 글로벌 메모리 시장의 공급 부족이 최소 5년 이상 이어질 것이라는 전망이 나왔다.

이와 관련, 최태원 SK그룹 회장 역시 지난달 엔비디아의 'GTC(GPU 기술 콘퍼런스) 2026' 현장에서 웨이퍼 공급 부족으로 2030년까지 HBM 수급에 차질이 발생할 것이라고 말한 바 있다.

생산능력 확대에도 불구하고 첨단 그래픽처리장치(GPU)와 주문형 반도체(ASIC) 등 고성능 반도체 수요가 빠르게 늘면서, 늘어난 공급 물량마저 대부분 흡수될 가능성이 크다는 분석이다.

7일 업계에 따르면 뱅크 오브 아메리카(BOA)는 최근 발간한 보고서에서 메모리 산업의 슈퍼사이클이 오는 2027~2028년까지 지속될 것으로 전망했다.

보고서는 또 메모리 생산량이 늘어나더라도 2028~2030년 메모리 및 플래시 칩의 연간 비트 증가율은 20%를 넘지 못할 것으로 내다봤다.

게다가 증산이 이루어진다고 해도, 첨단 GPU와 ASIC 칩 수요가 새로 늘어난 생산능력을 대부분 흡수할 수 있어, 메모리 부족 상황이 더욱 심화할 가능성이 있다는 설명이다.

보고서는 이러한 상황이 발생하는 배경으로 'HBM 수요와 기술적 특성'을 지목했다. HBM은 기존 메모리 대비 3~4배 수준의 생산능력을 요구하는데, HBM에 들어가는 초당 13기가비트 이상의 고성능 메모리 칩은 아직 수율이 낮은 것으로 나타났다.

여기에 몰디드 언더필 기반 대량 리플로우(MR-MUF), 비전도성 필름 기반 열압착 본딩(TC-NCF)과 같은 고급 패키징 공정이 적용되면서 제조 주기도 길어지는 추세다.

이런 이유로 이번 가격 상승과 공급 부족 사이클은 장기간 이어질 것으로 보인다. 작년 기준으로 최소 5년가량 지속될 것이라는 전망이 나온다.

이는 메모리 제조사들에는 호재다. 이날 실적을 발표한 삼성전자는 1분기 잠정 집계에서 영업이익 57조2000억원을 기록했는데, 이는 지난해 같은 기간 대비 755% 증가한 수치다.

호실적 배경에는 메모리 가격 폭등이 영향을 미쳤다. 삼성전자는 1분기 D램 가격을 100% 인상했으며, 2분기 공급 제품도 평균 30% 인상한 것으로 알려졌다. 지난해와 같은 수준의 물량만 공급한다고 가정해도 1년 새 수익성이 약 30% 증가하는 셈이다. 최근에는 물량마저 조기에 완판될 정도로 품귀 현상이 이어지고 있다.

반도체 기업들의 설비 투자도 공격적으로 이뤄지고 있지만 수요를 감당하기에는 역부족이다. 예를 들어 삼성전자의 경우 올해 HBM 생산량을 지난해 대비 3배 이상으로 늘리고, 절반 이상을 최신 제품인 6세대 HBM4에 할당한다는 방침이다. 그럼에도 HBM 품귀 현상은 계속될 것이라는 게 업계의 중론이다.

삼성전자는 2028년 가동 예정인 평택 5공장에 총 60조원을 투자할 계획이며, SK하이닉스도 지난해 설비투자 30조원 이상에 이어 올해 용인 반도체클러스터 1기 팹에 21조6000억원을 추가 투입할 예정이다.보고서는 "HBM은 기존 메모리 대비 3~4배의 생산능력을 필요로 하고, 13Gbps 이상 고성능 메모리 칩은 낮은 수율을 보인다"며, "여기에 고급 패키징 공정이 더해지면서 제조 주기가 길어지고 있다"고 설명했다.

이상현 기자 ishsy@dt.co.kr