[AI 반도체 대전]① AI가 바꿀 세상...'HBM' 반도체 불황 돌파한다

기사입력 : 2023년08월04일 07:34

최종수정 : 2023년08월04일 08:58

'HBM', AI 시장 덕에 급성장…반도체 매출 역할 기대
삼성·SK, HBM 생산 능력 향상 위한 증설 투자 나서
HBM 시장 경쟁 격화…'기술 개발·수율 확보' 필요

차세대 메모리 반도체인 고대역폭메모리(HBM) 시장을 놓고 반도체 기업들의 경쟁이 갈수록 치열해지고 있다. 최근 인공지능(AI)과 챗GPT 등 관련 산업이 급격하게 성장하면서 AI 서버 등에 탑재할 HBM에 대한 글로벌 수요가 커지고 있기 때문이다. 이제 HBM 시장은 "주도권을 뺏기면 미래 먹거리도 없다"는 말이 나올 정도로 반도체의 핵심 분야가 됐다. HBM을 중심으로 국내 기업들의 반도체 불황 탈출 여부와 시장 판도 변화, 주도권 확보 전략까지 살펴봤다.

[서울=뉴스핌] 이지용 기자 = 최근 인공지능(AI) 시장이 급격하게 확대되고 있다. 지난해 11월 미국의 오픈AI가 챗GPT를 내놓으면서 글로벌 산업 전반에 큰 변화를 몰고 왔다. 기업들은 앞다퉈 실무에 챗GPT를 비롯한 생성형 AI를 도입하기 시작했다.

생성형 AI용 서버 시장이 급성장하자 AI 서버에 탑재되는 HBM 수요도 함께 늘고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 HBM 시장 점유율 90% 이상을 차지하고 있는 만큼 올 들어 적자 폭이 커지고 있는 반도체 위기를 HBM을 통해 돌파해나갈 전략이다.

[AI 반도체 대전] 글싣는 순서

1. AI가 바꿀 세상...'HBM' 반도체 불황 돌파한다
2. SK하이닉스, HBM으로 삼성전자 추격…시장 판도는
3. "양보는 없다"…삼성-SK의 AI 기술 신경전

앞으로 생성형 AI뿐만 아니라 다양한 산업군에서 AI가 활용될 예정인 가운데 글로벌 HBM 시장에서의 주도권 확보 여부가 삼성전자와 SK하이닉스의 반도체 산업 성패를 좌우할 것이란 전망이다.

◆ HBM, 전세계 출하량 급상승…반도체 매출 성장 역할

4일 관련 업계에 따르면 HBM이 전체 D램 시장에서 차지하고 있는 매출 비중은 아직 10% 미만 수준이다. HBM 새로 성장하고 있는 분야인 만큼 절대적인 매출은 아직 크지 않다. 그러나 AI 산업의 성장으로 HBM은 매출 비중을 급격히 높여갈 전망이다. 삼성전자와 SK하이닉스는 올해 상반기에만 반도체 분야에서 수 조원의 적자를 냈지만, HBM으로 올해 하반기를 포함해 향후 전체 반도체 매출까지 끌어올리겠다는 전략이다.

업계에서는 현재 구글과 아마존 등 클라우드 서버 기업은 HBM3보다 낮은 단계인 HBM2E를 사용하고 있지만, 앞으로 증가할 AI 서비스 요구에 맞춰 용량이 크고 처리 속도가 빠른 차세대 HBM 수요가 늘어날 것이라는 평가가 나온다. HBM의 수요·출하량 등이 높아질수록 삼성전자와 SK하이닉스의 D램 등 반도체 전체 매출까지 높일 수 있는 셈이다. 현재 삼성전자는 최근 2분기 연속, SK하이닉스는 3분기 연속 반도체 적자를 기록하고 있어 HBM을 통한 매출 회복이 시급하다.

시장조사업체 트렌드포스는 그래픽처리장치(GPU) 및 로봇에 탑재되는 프로그래머블 반도체(FPGA), 클라우드 서버 등에 쓰이는 ASIC 등을 탑재한 AI 서버 출하량은 올해 38% 가까이 늘어 120만대에 육박할 것이라고 분석했다.

트렌드포스는 또 클라우드 서비스뿐만 아니라 AI향 칩의 수요가 늘어 내년엔 차세대 HBM 제품인 HBM3와 HBM3E가 시장에서 주류로 자리잡을 것으로 평가했다.

김동원 KB증권 연구원은 "오는 2024년 삼성전자의 HBM 매출 비중은 올해 대비 3배 이상 확대해 20%에 근접할 것으로 추정된다"고 설명했다.

피터 리 씨티글로벌마켓증권 반도체본부장은 "올해 HBM이 전체 D램 매출에서 차지하는 비중은 11%에 달할 것"이라고 분석했다. 이어 "2025년에 HBM이 전체 D램 매출의 27%, 2027년에는 30%를 차지할 것"으로 전망했다.

이와 함께 AI 반도체 시장 규모 또한 올해 70조원에서 내년 110조원으로 급성장할 것이라는 분석도 나오면서 HBM에 대한 수요는 더 커질 것으로 보인다.

특히 삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 경제 상황에 큰 영향을 받는 스마트폰 및 PC, 가전 등에 쓰이는 범용 D램과 낸드플래시의 매출에 의존해왔다. 하지만 GPU 등 특수 목적용 반도체의 매출 비중을 높일 경우 글로벌 경제에 따른 변동폭을 줄여 안정적인 반도체 시장 형성이 가능할 것이라는 기대도 나온다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 "HBM은 프리미엄 제품인데다 AI 시장이 커가고 있어 글로벌 시장 변화에 둔감해 안정적인 수익 확보가 가능할 것으로 본다"고 설명했다. 그러면서 "삼성과 SK하이닉스는 HBM을 통해 앞으로 반도체 매출을 어느정도 회복할 수 있을 것"이라고 말했다.

◆ 삼성·SK, HBM 집중 투자…생산 비중 확대 나서

삼성전자와 SK하이닉스는 이 같은 HBM을 통한 반전을 꾀하기 위해 HBM 생산 및 판매 비중 확대로 반도체 포트폴리오를 개편하고 있다.

우선 삼성전자는 올해 전년 대비 2배 수준인 10억Gb 중반을 넘는 고객 수요를 확보했다. 또 하반기 추가 수주에 대비해 생산성 확대를 위한 공급 역량을 키우고 있다. 삼성전자는 차세대 제품인 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품의 양산 준비를 끝냈다. HBM3 16GB는 업계 최고 6.4bps 성능 및 초저전력을 기반으로 하고 있어 AI 서버의 대규모 데이터 처리를 필요로 하는 고객사들을 끌어모을 것으로 보인다. 내년 HBM 생산 능력은 증설 투자를 통해 2배 이상 키울 예정이다.

SK하이닉스 또한 차세대 HBM 개발에 힘을 쏟고 있다. SK하이닉스는 내년 상반기 5세대 제품인 HBM3E 양산에 돌입한다. 또 2026년 6세대 제품인 HBM4를 양산하기 위한 계획을 세우고 있다. SK하이닉스는 내년 투자 우선 순위에 HBM을 두고 있으며 물량을 2배 이상 확대할 예정이다.

현재 SK하이닉스는 대형 고객사인 엔비디아에 챗GPT용 GPU 용 HBM을 공급하고 있는데, 최근 엔비디아로부터 HBM3E 제품 샘플을 요구받았다. 벌써 차세대 HBM에 대한 시장의 수요가 커지고 있는 것이다.

김우현 SK하이닉스 최고재무책임자(CFO) 부사장은 최근 열린 2분기 실적 컨퍼런스콜에서 "HBM의 매출 비중이 전체의 20%를 넘어설 것으로 본다"고 말했다. 이어 "2026년부터 차세대 제품인 HBM4로 넘어갈 것으로 보이는 만큼, 이에 맞춰 차근히 양산을 준비할 것"이라고 강조헀다.

같은 날 열린 삼성전자 컨퍼런스콜에서 김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장도 "HBM 등의 수요 증가로 상반기 대비 하반기 메모리 실적을 점차 회복할 것으로 예상한다"며 "시황에 연계해 반도체 포트폴리오를 HBM 등 고부가가치, 고용량 제품 중심으로 재편·최적화할 것"이라고 말했다.

전문가들 또한 이들 기업이 HBM을 통해 반도체 불황을 일부 해결할 수 있을 것으로 보고 있다. 이와 함께 또 다른 경쟁사인 미국의 마이크론과의 격차를 벌리기 위한 투자 확대가 필요하다는 지적도 나온다.

김양팽 산업연구원 전문연구원은 "메모리 반도체 하락이 이어지는 가운데 HBM으로 매출 상승 등 분위기 반전을 꾀할 수 있을 것"이라며 "AI향 반도체 분야에서 HBM뿐만 아니라 다른 차세대 반도체도 함께 성장할 것으로 본다"고 설명했다.

그러면서도 "마이크론 등 경쟁사들의 HBM 추격 속도가 빨라지고 있는 상황이라 기술 개발 투자를 확대하고 더 많은 고객사를 확보해야 한다"며 "자칫 방심하는 순간 마이크론에 금방 따라잡힐 수 있다"고 지적했다.

이종환 교수는 "HBM이 초기 단계인 만큼 어느 기업도 투자를 늦추게 되면 경쟁에서 지게 될 것"이라며 "반도체는 초기 투자가 중요해 삼성과 SK는 지금 기술 개발에 전력을 다해야 할 것"이라고 말했다. 이어 "HBM에 대한 수율을 높이면서도 관련 신기술에 대한 안정화를 이뤄내야 원가 경쟁력이 생겨 시장 점유율을 높일 수 있다"고 강조했다.

leeiy5222@newspim.com

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LH, 올 매입·전세임대 9만가구 공급 [서울=뉴스핌] 최현민 기자 = 한국토지주택공사(LH)가 올해 총 19만가구 이상의 공공주택과 2만8000가구 규모 공공택지 공급에 나선다. 또 건설경기 회복을 위해 21조6000억원의 투자를 집행하고 재원조달 방식 등을 다양화해 재무여건 체질을 개선한다. 한국토지주택공사(LH)가 올해 21만 8000+α가구 규모의 주택 공급에 나선다. 사진은 이한준 한국토지주택공사(LH) 사장이 5일 서울 종로구 국립현대미술관에서 열린 서계동 복합문화단지 조성사업 업무협약식에서 인사말을 하고 있는 모습 [사진=뉴스핌DB] 23일 한국토지주택공사(LH)는 이같은 내용을 담은 '2025년도 업무계획'을 발표했다. 우선 핵심 업무인 주택 공급에 집중한다. 10만가구 사업승인과 매입·전세임대 9만가구 등 총 19만가구 이상의 공공주택을 공급한다. 동시에 민간 주택건설 활성화를 위해 2만8000가구 규모의 공공택지를 조성한다. 주택 착공물량은 지난해(5만가구) 대비 20% 증가한 6만가구를 추진하고 지난해 8·8 주택공급 활성화 방안에 포함된 서울서리풀 등 5만가구 규모의 사업지구 역시 인허가 일정을 최대한 단축해 안정적 공급 기반을 마련할 계획이다. 도심 내 신속한 주택공급과 비아파트 시장 정상화를 위해 신축매입임대 5만가구 이상을 공급하고 전세사기 피해자 회복 지원을 위해 피해 주택 7500가구를 매입한다. 올해 주택 승인물량의 37%를 청년·신혼·고령자에게 공급하고 출산가구 우선공급(통합공임)과 실버스테이 등 새로운 유형의 시니어 주택을 통해 가속화되는 저출산·고령화 문제에도 적극 대응할 계획이다. 아울러 쪽방·고시원·반지하 거주자의 주거 상향 지원을 지속하고 예술인 등 다양한 수요층에 부응한 특화형 매입임대도 확대한다. 공공주택은 합리적 가격의 고품질을 보장한다. 무엇보다 최근 급등한 주택 분양가격을 낮춰 국민들의 내 집 마련을 돕는다. 이를 위해 사업지구별 목표 원가를 설정해 관리와 검증을 강화하고 가처분면적 확대와 사업일정 단축으로 조성원가를 인하해 합리적인 가격에 공급한다는 계획이다. 공공주도의 기술개발을 통해 민간기업을 선도할 수 있도록 모듈러주택 표준평면 개발 등 OSC 공법을 올해부터 단계적으로 고도화하고 LH가 개발한 층간소음 1등급 설계기준과 국내 최대규모의 층간소음 시험시설(데시벨35랩)을 활용해 주택 품질 혁신을 추진한다. 관련 예산은 조기 집행한다. 전체 공공기관 투자계획(66조원)의 33% 수준인 21조6000억원을 차질 없이 집행할 계획이다. 특히 상반기 역대 최대 규모인 57% 이상의 투자를 집행한다. 지역 건설경기 회복을 위해 지방 준공 후 미분양 아파트 3000가구를 매입하고 1기 신도시 특별정비계획 수립, 용인 반도체 국가산단 조성 등도 차질없이 추진한다. 손실 최소화 등 재무여건을 안정적으로 관리하기 위해 재원조달 방식도 개선한다. 광명시흥 등 대규모 사업지구에 LH와 기금이 함께 출자하는 신도시 리츠를 설립해 사업에 따른 재무부담을 완화한다. 또 토지 패키지형 공모 등 지구별 특성과 시장 여건에 맞춘 다양한 매각 방식을 도입해 판매여건 개선과 대금 회수를 촉진할 예정이다. 이와 함께 임금 직접지급 관리를 강화하고 설게 등 공모에 참여하는 외부 심사위원의 정성평가 비중을 축소해 업체 선정의 공정성을 제고한다. 이한준 LH 사장은 "국민의 삶과 국가 경제가 어려운 만큼, 올해도 신속한 주택공급과 투자집행 등 LH가 맡은 역할을 충실히 이행할 것"이라며 "선도적인 공적 역할을 통해 확실한 정책성과를 창출하여 국민 주거안정을 지원하고 국가 경제회복의 마중물 역할을 다하겠다"고 말했다. min72@newspim.com 2025-02-23 20:07