"HBM 주도권 우리가 쥔다"···삼성·SK '글로벌 1위' 경쟁 점화

삼성전자·SK하이닉스, 올해 HBM 집중 투자 예고

고성능 반도체로 '온디바이스 AI' 시장 니즈 대응

시장조사업체 가트너는 HMM(고대역폭메모리) 시장이 2027년 51억달러 규모까지 성장할 것으로 내다봤다. 그래픽=박혜수 기자

'온디바이스 AI(인공지능)' 기기의 등장과 맞물려 차세대 제품 HBM(고대역폭메모리)이 반도체 업계 새 먹거리로 떠오른 가운데, 글로벌 시장 패권을 쥐려는 우리 기업 간 경쟁에 불이 붙었다. 1·2위를 다투는 삼성전자와 SK하이닉스가 나란히 공격적인 투자를 선언하며 '초격차 기업'으로 올라서겠다는 의지를 내비치면서다.

SK하이닉스 "HBM은 우리가 톱" vs 삼성전자 "시설투자 2.5배 늘린다"

삼성전자와 SK하이닉스는 전세계의 이목이 쏠린 글로벌 가전·IT 박람회 'CES 2024' 현장에서 올해 HBM 부문에 회사의 역량을 집중해 시장 수요에 대응하겠다는 목표를 제시했다.

먼저 한진만 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문 미주총괄(부사장)은 11일(현지시간) 취재진과 만나 "올해 HBM 시설투자(CAPEX)를 2.5배 이상으로 늘렸는데, 내년에도 그 정도 수준을 예상하고 있다"고 밝혔다.

이어 "2~3년 뒤 삼성전자가 HPC(고성능 컴퓨팅), 생성형 AI 시대에 파운드리와 메모리의 융합을 통한 강자가 될 것"이라며 "최적화된 최첨단 메모리 솔루션을 적기에 개발해 패러다임 변화를 주도하겠다"고 역설했다.

또 한 부사장은 "AI 서버 거래 기업으로부터 HBM의 맞춤형 솔루션에 대한 논의를 시작했다"면서 "삼성전자는 메모리, 파운드리를 동시에 갖고 있는 세계 유일의 반도체 회사로, 꿈에 그리던 시너지가 나올 것"이라고 기대하기도 했다.

곽노정 SK하이닉스 사장 역시 한 발 앞서 마련한 미디어 콘퍼런스에서 "스스로 끊임없이 데이터를 생산하며 학습과 진화를 반복하는 '인공일반지능(AGI)' 시대엔 메모리가 핵심 역할을 수행할 것"이라며 "시스템 발전 속도에 맞춰 최적화된 제품을 공급하는 데 총력을 기울이겠다"는 철학을 공유했다.

특히 곽노정 사장은 간담회 중 "SK하이닉스가 HBM만큼은 확실한 선두에 있는 것 같다"는 자신감을 드러냈다.

그러면서 "HBM에서 경쟁력을 갖춘 근본적 원인은 꾸준한 기술 성장, 고객과의 소통·협업"이라며 "조직 개편으로 HBM 관련 내부 역량을 하나로 결집하고 새로운 조직을 만들어 경쟁력을 가속화시킬 것"이라고 설명했다.

AI 시장 '필수재' HBM···韓기업 점유율 90% '훌쩍'
HBM은 첨단 패키지 방식 TSV(실리콘 관통전극) 기술을 적용해 여러 개 D램을 수직으로 쌓은 반도체를 뜻한다. 물리적 면적이 늘어 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올릴 수 있는 만큼 AI 시장의 필수재로 여겨진다. 일반 제품보다 성능이 좋아 가격도 높은 편이다.

이 가운데 삼성전자와 SK하이닉스가 HBM을 화두로 던지며 경쟁의식을 불태운 것은 장차 반도체 시장에서 주도권을 쥐려면 이 사업을 키워야 한다는 판단 때문으로 풀이된다.

CES 2024에서 확인된 것처럼 AI는 산업계 전반의 큰 흐름으로 자리 잡았다. 냉장고와 TV부터 정수기 등 가전제품은 물론 자동차에 이르기까지 AI를 탑재한 차세대 모델이 우후죽순 등장하며 이른바 '초연결 사회'를 예고하는 모양새다. 이달 모습을 드러내는 삼성전자의 플래그십 스마트폰 갤럭시 S24 시리즈도 AI를 품은 첫 '온디바이스 AI' 제품이라는 점에서 뜨거운 관심을 모으고 있다.

무엇보다 '온디바이스 AI'가 제 기능을 내려면 고성능 메모리 반도체가 필수적이다. 외부 서버나 클라우드의 도움을 받지 않고 기기가 독자적으로 AI 연산과 추론을 지원하는 시스템의 특성상 많은 데이터를 담을 제품이 필요해서다. 시장조사 업체 가트너는 그 수요를 타고 세계 HBM 시장이 오는 2027년 51억달러까지 성장할 것으로 내다봤다.

눈여겨볼 대목은 이 시장에서 90% 이상을 점유할 정도로 우리 기업이 상당한 영향력을 발휘하고 있다는 점이다. 트렌드포스는 지난해 HBM 시장에서 SK하이닉스가 53%, 삼성전자는 38%, 마이크론은 9%의 점유율을 각각 달성한 것으로 추산했다. 이들 기업은 이미 지난해 2024년 생산분의 판매 계약을 마친 것으로 전해진다.

차세대 모델 완성한 삼성·SK···시장 공략 본격화

삼성전자와 SK하이닉스는 여기서 그치지 않고 경쟁사보다 한 단계 높은 기술력으로 미래 시장에 대응하고 주도적 지위를 굳힌다는 목표다.

이에 삼성전자는 CES에서 초고성능 HBM3E '샤인볼트'를 선보이며 치열한 경쟁을 예고했다. 이는 기존 HBM3 제품보다 성능과 용량이 50% 이상 개선된 게 특징이다. 12단(적층) 기술을 활용해 1초에 1280기가바이트의 대역폭과 최대 36GB(기가바이트)의 고용량을 제공한다고 회사 측은 설명했다.

그간 삼성전자는 HBM 분야에서 만큼은 기술이나 점유율 측면에서 SK하이닉스에 뒤처져있다는 평가를 받았는데, '샤인볼트'를 앞세워 열세를 극복하겠다는 복안이다.

SK하이닉스도 5세대 HBM3E로 맞불을 놨다. 작년 8월 완성한 이들의 새 주력 제품은 현존 최고 성능의 메모리로 알려져 있다. 회사는 올해 상반기부터 이를 양산해 AI 빅테크에 공급할 계획이다. 엔비디아의 최종 품질 테스트를 통과해 판매 계약을 체결한 것으로 파악됐다.

이와 관련 한진만 삼성전자 부사장은 "인공지능과 머신러닝 등 시장이 급격히 성장하고 있다"면서 "업황에 흔들리지 않고 투자 규모를 유지해 시장 확대에 대응할 것"이라고 약속했다.

곽노정 SK하이닉스 대표도 "SK하이닉스가 AGI, 데이터센터, 모바일 그리고 PC까지 다양한 산업에서 '메모리 센트릭 AI 시대'를 이끌고 있다"면서 "고대역폭 기반 HBM4와 4E, 저전력 측면의 LPCAMM(저전력 컴프레션 어태치드 모듈), 용량 확장을 위한 CXL(컴퓨트 익스프레스 링크)과 QLC(쿼드러플 레벨 셀) 스토리지 등 혁신을 지속하며 기술 리더십을 공고히 할 것"이라는 의지를 재확인했다.