HBM 수요 폭증하지만···삼성·SK 하반기 실적은 '글쎄'

AI 효과···"올해 HBM 수요 전년比 60% ↑"

'적자' 삼성·SK 기대감···서둘러 신제품 출시

"의미 있는 개선 힘들어"···HBM 비중 미미

올해 HBM 수요가 급증할 것으로 예측되고 있으나 삼성전자와 SK하이닉스 실적에는 의미 있는 변화가 나타나기는 어렵다는 분석이 나온다. 그래픽=박혜수 기자

AI(인공지능) 효과에 HBM(고대역폭 메모리 반도체) 수요가 올해에 이어 내년에도 급증할 것이란 분석이 나온다. 실적 부진을 겪고 있는 삼성전자와 SK하이닉스로선 가뭄 속 단비 같은 소식이다. 양사 모두 HBM 시장이 성장할 것으로 내다보고 있으며 제품 개발도 서두르고 있다. 다만 전문가들은 시장 규모가 크지 않다 보니 의미 있는 실적 개선은 어려울 것으로 내다봤다.

29일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 전 세계 HBM 수요는 2억9000만GB(기가바이트)에 달할 것으로 전망된다. 작년보다 약 60% 증가한 것으로 내년에는 30% 더 성장할 것이라는 게 트렌드포스의 설명이다.

트렌드포스는 "HBM은 혁신적인 전송 효율성을 인정받고 있으며 핵심 컴퓨팅 구성 요소가 최대 용량으로 작동할 수 있도록 하는 데 중추적인 역할을 한다"고 평가했다. 그러면서 "현재 HBM 수요가 증가하는 원동력은 엔비디아의 A100·H100과 AMD MI300을 탑재한 AI 서버와 자체 ASIC(주문형 반도체)를 개발 중인 구글 및 AWS와 같은 대형 클라우드 업체"라고 설명했다.

엔비디아는 AI 반도체 시장을 이끄는 대표적인 기업으로 꼽힌다. AI는 복잡한 계산보다 반복적인 학습이 많아 데이터를 한 번에 대량으로 처리해야 한다. AP(애플리케이션프로세서), CPU(중앙처리장치)의 연산처리방식은 명령어를 순서대로 처리하는 '직렬'이지만 '병렬'로 처리하는 GPU(그래픽저장장치)는 여러 개의 연산을 동시에 처리할 수 있어 수요가 급증하고 있다. 현재 엔비디아는 GPU 시장에서 90% 이상의 점유율을 기록 중이다.

앞서 엔비디아는 회계연도 1분기(2∼4월) 매출을 발표하면서 "AI 칩을 포함하는 데이터센터 부문 매출은 42억8400만달러를 기록해 전년 동기 대비 14.2% 늘었다"고 밝혔다. 같은 기간 전체 매출은 13% 이상 줄었으나 기업들이 제품과 서비스에 AI를 적용하려고 경쟁하면서 데이터센터 칩 수요가 급증하고 있다는 게 엔비디아의 설명이다.

AI 서비스를 구현하려면 고성능·고용량 D램도 필수적으로 사용되는데 D램 중 가장 주목받고 있는 제품은 HBM이 꼽힌다.

HBM은 첨단 패키지 방식인 TSV(실리콘 관통전극) 기술을 적용해 여러 개의 D램을 수직으로 연결한 반도체를 뜻한다. 병렬 형식의 일반적인 D램은 데이터 처리량이 늘어날수록 데이터 병목 현상이 발생할 수 있는데 HBM은 물리적인 면적이 늘어나 1000개 이상의 DQ(데이터 전송 통로)를 확보할 수 있다. 이경우 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올릴 수 있다.

급증하는 수요에 삼성전자와 SK하이닉스는 기술 개발에 한창이다. 삼성전자는 AI 시장 니즈에 발맞춰 업계 최고 6.4Gbps의 성능과 초저전력의 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품도 샘플 출하 중으로 양산 준비를 이미 완료한 상태다.

SK하이닉스는 세계 최초로 D램 칩 12개를 수직 적층해 현존 최고 용량인 24GB를 구현한 HBM3 신제품을 개발했다. SK하이닉스에 따르면 HBM3 신제품은 D램을 기존 대비 40% 얇게 해 16GB 제품과 같은 높이로 제품을 구현했으며 용량도 50% 높였다.

양사 모두 HBM 효과를 기대하고 있다. 올해 1분기 콘퍼런스콜에서 삼성전자는 "제너러티브 AI가 IT 인더스트리의 화두가 되고 있다"며 "고성능·고용량 D램 위주 수요가 증가하고 있다"고 전했다. SK하이닉스는 "HBM 매출은 전년 대비 50% 이상 성장할 것으로 예상한다"며 "내년에는 더욱 확대될 것으로 보고 있다"고 밝혔다.

반도체 적자 늪에 빠진 삼성전자와 SK하이닉스로선 HBM 성장은 고무적인 상황이나 올해 실적을 180도 바꿀 만큼 기대하기 어렵다는 분석이 나온다.

김양팽 산업연구원 전문연구원은 "HBM 수요가 증가하면 삼성전자와 SK하이닉스에 도움이 될 수 있겠으나 HBM 시장 자체가 크지 않다 보니 의미 있는 실적 개선을 이루기는 어려울 것"이라고 말했다. 현재 HBM 시장 규모는 전체 D램 시장의 1.5% 수준인 것으로 알려졌다.