최근 생성형AI 붐으로 고성능 반도체 칩에 대한 수요가 증가하면서 HBM(고대역폭메모리)에 이목이 쏠린다. 전 세계 HBM 시장 점유율 대부분을 차지하고 있는 삼성전자와 SK하이닉스의 행보에 업계가 촉각을 곤두세우는 이유기도 하다.

(*HBM:여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고대역폭메모리 제품.)

HBM에 주목하는 이유는 단연 성능에 그 이유가 있다. 속도 측면에서 HBM3E의 경우 초당 최대 1.15TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리할 수 있다. 이는 Full-HD급 영화 5GB(기가바이트) 230편 이상 분량의 데이터를 1초 만에 처리하는 수준과 동일하다.

최근 IDC(인터넷데이터센터)나 LLM(초거대언어모델)과 같이 대규모 데이터를 빠르고 안정적인 속도로 처리해야 하는 경우가 산업 전방위적으로 늘어났기 때문에 이를 감당할 HBM과 같은 고성능 반도체 칩을 탑재하는 것이 필수적인 현상이 됐다.

HBM의 수요를 끌어올리는 것은 단연 GPU(그래픽처리장치)의 절대강자인 ’엔비디아‘다. 엔비디아는 최근 GPU 전문 기업에서 인공지능(AI) 컴퓨팅 전문 기업으로 그 영역을 확장하고 있다.

엔비디아는 8월 초 새로운 그레이스호퍼(GH) 슈퍼칩을 공개하면서 HBM3e를 탑재한다고 밝혔다. 잭슨 황 엔비디아 CEO는 신제품을 공개하면서 "사용자들이 원하는 어떤 거대언어모델(LLM)을 넣어도 미친 듯이 처리해낼 것"이라며 자사의 제품에 자신감을 드러낸 바 있다.

엔비디아가 명확하게 HBM3e의 공급처를 밝히진 않았지만 업계에서는 삼성전자와 SK하이닉스가 공급을 담당하는 것이 유력하다고 보고 있다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 기업별 HBM 시장점유율은 지난해 말 기준 SK하이닉스가 50%로 1위였다. 이어 삼성전자가 40%로 2위, 미국의 마이크론이 10%로 3위에 해당했다.

SK하이닉스는 지난 8월 AI용 초고성능 D램 신제품인 ‘HBM3E 개발에 성공하고, 성능 검증 절차를 진행하기 위해 고객사에 샘플을 공급하기 시작했다고 밝힌 바 있다.

HBM은 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E) 순의 명칭이 붙으며, SK하이닉스가 개발에 성공한 5세대 HBM3E는 HBM3의 확장 버전이다. HBM3E는 내년 상반기부터 양산에 들어갈 것으로 SK하이닉스는 전망하고 있다.

시장조사업체 트렌드포스의 8월 보고서에 따르면 HBM 시장에서 올해 SK하이닉스와 삼성전자는 각각 46∼49%를 점유하면서 'AI 열풍' 덕에 두 회사 모두 수혜를 볼 것으로 전망된다.

트렌드포스는 "현재 최신 제품인 HBM3이 전체 HBM에서 차지하는 비중은 내년 중 60%까지 커지고 가격은 오랫동안 고공행진할 것"이라며 “HBM의 총매출이 내년엔 89달러(약 11조원)까지 늘어날 것”이라고 예상했다.

업계와 증권가에서는 HBM 효과로 침체됐던 메모리 업계가 내년부터는 반등 조짐을 보일 것으로 전망하고 있다.

김동원 KB증권 연구원은 "삼성전자는 내년 3분기부터 HBM 턴키(일괄 생산) 공급도 시작할 것으로 보여 HBM 단품 공급 대비 수주량이 크게 증가할 전망"이라며 "이에 더해 인공지능(AI) 서버 응용처 확대에 최적화된 GDDR7, XCL 등 차세대 메모리 제품의 생산도 내년에 본격화할 것으로 예상돼 신규 고객사 확대에 강점으로 작용할 것"이라고 내다봤다.