HBM이 얼마 벌어다줄까…높아지는 SK하이닉스 눈높이

경기도 이천시 SK하이닉스 본사 모습.ⓒ뉴시스

AI(인공지능) 시대에 발 맞춰 고부가가치 HBM(고대역폭메모리) 수요가 폭발적으로 늘어나면서 메모리 반도체 제조사들간 전쟁이 심화되는 모습이다.

삼성전자·SK하이닉스·마이크론이 그 주인공으로, 이들은 AI용 초고성능 D램 신제품인 HBM3E 개발에 나란히 성공, 올 상반기 양산에 나선다. 일반 D램 가격 보다 배로 비싼 HBM 선점 싸움이 치열한 가운데 HBM ‘큰 손’인 엔비디아의 선택에 관심이 쏠린다.

27일 업계에 따르면 올 상반기 메모리 반도체 3사는 차세대 HBM을 두고 지난해에 이어 ‘불꽃 경쟁’을 이어간다. 지난해에는 HBM3로 전쟁을 치렀다면 올해는 HBM3E가 주 경쟁 대상이다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품을 말한다. 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3)-5세대(HBM3E) 순으로 개발된다. HBM3E는 HBM3의 확장(Extended) 버전이다.

먼저 마이크론은 26일(현지시간) 홈페이지를 통해 HBM3E를 올 2분기부터 출하한다고 밝혔다. 마이크론의 HBM3E는 8단으로 D램을 쌓은 것으로 24GB(기가바이트) 용량을 구현한다. 수천 개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 적층된 칩 사이를 전극으로 연결하는 기술인 TSV 기술을 적용했다고도 강조했다.

삼성전자는 이날 12단으로 쌓은 D램인 HBM3E을 공개하며 뜨거운 경쟁을 예고했다. 경쟁사와 달리 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB를 구현한 것이 특징이다. 삼성은 HBM3E 샘플을 고객사에게 제공중으로, 상반기 내 양산에 돌입하겠다고 했다.

HBM 수요에 힘입어 가장 빠르게 흑자 전환한 SK하이닉스가 경쟁자들을 물리치고 경쟁 우위를 이어갈지 관심이 쏠린다. 글로벌 시장에서 80%에 달하는 지배력을 확보한 ‘큰 손’ 엔비디아가 늘어나는 AI 가속기 주문을 소화하기 위해 HBM 공급망을 다변화할 것으로 알려지면서 더욱 치열한 경쟁이 예상된다.

그간 많은 HBM을 공급해온 SK하이닉스에게는 위기이고 경쟁사들에게는 새로운 기회가 되겠지만, 결과적으로 탄탄한 수율(양품 비율)을 갖춘 기업이 가장 많은 물량을 차지할 것으로 보인다.

이 과정에서 SK하이닉스가 유리한 고지를 차지할 것으로 업계는 진단한다. 경쟁사 중 가장 먼저 HBM3E 공급을 시작하면서 가격 프리미엄 효과를 톡톡히 누릴 것이라는 판단이다.

HBM3E 12H D램 제품 이미지ⓒ삼성전자

SK하이닉스는 8단·24GB HBM3E를 지난 1월 초기 양산을 시작했고 가까운 시일 내 고객사(엔비디아) 인증을 받아 양산을 시작하겠다는 계획을 세웠다.

양산 시점에 대해 곽노정 SK하이닉스 사장은 전날 열린 ‘민·관 반도체 전략 간담회’에서 “올해 상반기”라고 밝혔지만 업계는 3월 가능성을 높게 본다. 엔비디아의 AI 가속기 ‘H200’이 당장 2분기부터 출시되기 때문이다. 고객사 양산 일정을 고려하면 적어도 내달부터는 HBM3E가 공급돼야 한다.

HBM 수혜를 극대화하기 위해 SK하이닉스는 올해 HBM 생산에 ‘올인’하기로 했다. 지난달 가진 실적설명회에서 SK하이닉스는 “HBM은 일반 D램 제품 대비 동일 생산량 양산을 위해 요구되는 케파가 최소 2배 이상 증가한다”면서 TSV 생산능력을 2배 확대해 HBM 투자에 집중하겠다고 밝혔다.

한국투자증권은 HBM 생산을 위한 SK하이닉스의 TSV 생산능력이 유의미하게 늘어남에 따라 전체 D램에서 차지하는 HBM 매출 비중이 처음으로 20%를 넘어설 것으로 예상했다. 작년 12.9%였던 비중이 2배 뛸 것이라는 관측이다. HBM 일반 D램 보다 3~5배 비싼 HBM 공급이 가팔라지면 SK하이닉스의 매출·이익도 수직 증가할 전망이다.

증권가에서는 SK하이닉스의 올 1분기 1조원대 영업이익을 기록, 경쟁사들을 압도할 것으로 전망했다. 경쟁사인 삼성전자 DS(반도체) 부문이 상반기 중 흑자전환을 예상한 것과 비교된다.

SK하이닉스 HBM3EⓒSK하이닉스

SK하이닉스 1분기 영업이익 컨센서스(추정치 평균)는 1조1144억원이며, 연간 영업이익은 기존 10조원에서 11조원으로 상향됐다. 하이투자증권과 유진투자증권의 연간 영업이익 추정치는 13조원, 12조원이다.

다만 HBM 수혜에 따른 SK하이닉스의 실적 고공행진이 기대 많큼 가시화되지 않을 것이라는 전망도 있다. 모바일, PC, 서버 등 매스마켓(대량 판매에 의해 대량 소비가 일어나는 시장) 수요가 AI용 제품처럼 드라마틱하게 증가하는 것은 아니기 때문에 시장 과열을 주의해야 한다는 지적이다.

한 반도체 업계 관계자는 “AI칩은 몇 개의 ‘큰 손’ 외에 소비자가 많지 않다. 매출 대부분을 차지하는 PC, 모바일, 일반 서버 시장과 비교하면 비중이 크지 않다는 것”이라며 “매스마켓을 제외한 특정 산업군만 조명하며 반도체 띄우기에 나서는 것은 아닌지 점검할 필요가 있다”고 말했다.