최근 AI 붐으로 HBM(고대역폭 메모리 반도체)에 대한 수요가 급증하면서 메모리 시장을 뒤흔들고 있다. 가장 먼저 1세대 HBM을 개발하며 시장을 주도하고 있는 SK하이닉스가 그간 업계 1위를 지켜오던 삼성전자의 자리를 위협하고 있다. 현재 HBM 시장은 수요가 공급을 상회하고 있다. 따라서, SK하이닉스와 삼성, 그리고 마이크론까지 메모리 업계 탑3은 HBM을 두고 더 치열한 경쟁을 벌일 것으로 전망된다. 

▲왜 HBM인가? 
HBM의 핵심은 기존 D램의 한계를 극복한 것에 있다. D램을 수직으로 쌓아 올린 HBM은 속도와 용량 측면에서 D램의 한계를 극복했다. 더군다나 HBM은 기존 대비 영업이익률이 50%를 넘어서기 때문에 제조사 입장에서도 환영할 만한 제품이다.

5세대 HBM인 HBM3E는 최근 주목받고 있는 ‘생성형 AI’의 키체인으로 설명된다. 복잡한 연산과 고성능의 메모리가 있어야 하는 생성형 AI의 경우 HBM3E가 필수적이다.  

▲가장 먼저 스타트 끊은 SK하이닉스
SK하이닉스는 세계 최초 1세대 HBM을 가장 먼저 개발하면서 HBM시대를 열였다. 현재 HBM시장은 SK하이닉스가 장악하고 있는 상황이다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 글로벌 HBM 시장의 53%를 SK하이닉스가 차지하고 있는 것으로 알려졌다. 뒤를 이어 삼성전자가 38%로 2위, 마이크론이 9%를 차지했다. 

*HBM은 1세대(HBM) – 2세대(HBM2)~3세대(HBM2E)~4세대(HBM3)~5세대(HBM3E) 순으로 개발되어 왔음.

HBM은 주문형 특성이 강한 제품이기 때문에 제품 성능에 따라 개발 속도가 빠를수록 고객사를 확보하는 데 있어서 우위에 있다고 볼 수 있다. 그렇기 때문에 현재 시장 주도권을 쥐고 있는 SK하이닉스에 매우 유리한 지형인 것이다. 

국제 신용평가 기관 S&P(스탠더드 앤드 푸어스)는 지난해 12월 하이닉스의 HBM 시장지위를 고려했을 때, 생성형 AI 메모리 반도체의 급속한 수요 확대에 힘입어 향후 6개월에서 18개월 동안 의미 있는 수준의 영업실적 개선을 실현할 것이라고 전망한 바 있다. 

SK하이닉스는 지난 2022년 HBM3를 세계 최초로 개발하면서 그해 하반기부터 양산에 들어가 엔비디아에 독점으로 제품을 공급했다. 하이닉스 측에 따르면 지난해 HBM3 매출은 전년 대비 5배 이상으로 증가한 것으로 알려졌다. 여기에 뒤이어, SK하이닉스는 지난해 HBM3E 개발에 성공했다. SK하이닉스는 다음 달부터 엔비디아에 8단 24GB HBM3E를 공급한다. 

▲생산능력, 패키징에서 우위에 있는 삼성 
지난 27일 삼성전자는 12단 HBM3E 개발에 성공했다고 밝혔다. 삼성전자의 제품은 현존 최대 용량인 36GB를 제공한다. 5세대 HBM3E에서 12단 제품을 구현한 것은 삼성전자가 최초다. 삼성전자는 제품의 샘플을 고객사에게 제공하기 시작했으며 오는 상반기에 양산에 들어간다는 계획이다. 

HBM 시장에서 기술력은 SK하이닉스가 우위에 있지만 생산력 측면에서는 삼성전자가 한 발 더 앞서 있다고 평가받는다. 파운드리 사업부가 없는 SK하이닉스와 마이크론에 비해 파운드리 사업을 겸하고 있는 삼성전자는 패키징도 한 번에 가능하다는 점도 강점으로 꼽힌다.  최근 수요 급증으로 생산여력이 부족한 점을 감안했을 때 HBM 공급과 패키징이 한번에 가능한 삼성전자의 이점이 부각될 것으로 전망된다. 

 
▲‘HBM3E’ 첫 양산 들어가는 마이크론
지난 26일 마이크론 공식 홈페이지에 따르면 마이크론은 5세대 HBM 제품인 8단 HBM3E의 양산에 돌입했다. 마이크론의 제품은 2분기 시장에 출시되는 엔비디아의 차세대 GPU ‘H200’에 탑재될 예정이다. 마이크론의 HBM3E는 경쟁사 제품보다 30% 적은 전력 소모를 하는 것으로 알려졌다. 

마이크론은 최근 정부와 기업들의 자국 우선주의 기조 혜택을 톡톡히 볼 것으로 보인다. 최근 반도체 업계는 미국의 반도체 굴기를 등에 업고 미국 기업들이 치고 나오는 형국이다. 미국 정부의 적극적인 지원만 아니라 마이크로소프트(MS)와 같은 미국 빅테크들이 미국 반도체 기업들의 고객사를 자처해 나서고 있다. 그 때문에 메모리 업계의 만년 3등이었던 마이크론이 이번을 계기로 반등하는 것 아니냐는 전망이 제기되기도 한다. 

한편, 시장조사업체 가트너에 따르면 글로벌 HBM 시장 규모는 2022년 11억 달러에서 2027년 51억 7700만달러로 성장할 것으로 전망된다.