공급 병목에 칩 확보 '사활'

TSMC 공급난에 삼성전자 성장 기회 확대빅테크 칩 확보전 가열···수요 폭증에 가격 ↑HBM4 수급난 속 엔비디아 협력 확대 속도

그래픽=홍연택 기자

글로벌 인공지능(AI) 시대가 열리면서 AI 반도체를 둘러싼 빅테크 기업들의 경쟁이 치열해지고 있다. 폭발적인 인공지능 수요로 반도체 업계가 슈퍼사이클에 진입한 가운데, 메모리 칩 공급 부족까지 겹치면서 칩 확보 경쟁이 더욱 치열해지는 양상이다.

AI한입뉴스

OpenAI의 기술을 활용해 기사를 한 입 크기로 간결하게 요약합니다.

전체 기사를 읽지 않아도 요약만으로 핵심 내용을 쉽게 파악할 수 있습니다.

Quick Point!

AI 반도체 수요 폭증

글로벌 빅테크 중심 칩 확보 경쟁 가열

메모리 칩 공급 부족 심화

숫자 읽기

엔비디아 AI 가속기 시장 점유율 80~90%

PC용 D램 가격 1년 새 약 9.6배 상승

낸드플래시 가격 2.76배 상승

올해 1분기 D램 계약가 55~60% 오를 전망

현재 상황은

HBM 공급 극심한 부족

엔비디아가 HBM4 물량 대부분 선점

SK하이닉스, HBM4 공급 우위 확보

삼성전자, HBM4 생산 확대 및 엔비디아 품질 검증 통과 시사

맥락 읽기

TSMC 5나노 이하 공정 포화로 신규 주문 어려움

삼성전자, GAA 공정 선제 도입하며 역전 기회 모색

TSMC 공급난 장기화 시 삼성에 기회 확대 가능성

향후 전망

AI 서버 수요 지속 증가 예상

메모리 칩 공급 부족 장기화 가능성

삼성전자·SK하이닉스 가격 인상 카드 확보

반도체 가격 상승세 계속될 전망

7일 관련 업계에 따르면 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 6일(현지시간) 세계 최대 가전·정보기술 전시회 'CES 2026'에서 HBM4(HBM 6세대) 수급에 자신감을 드러냈다. 그는 "우리는 최초의 HBM4 소비자이고 당분간 다른 업체가 HBM4를 쓸 것으로 예상하지 않는다"며 "엔비디아의 수요가 매우 높기 때문에 모든 HBM 공급 업체가 생산을 확대하고 있다"고 말했다.

젠슨 황의 말처럼 현재 반도체 수요는 대부분 엔비디아에서 나오고 있다. 엔비디아는 AI 가속기 시장에서 80%~90%의 점유율을 차지하며 독보적인 위치를 점하고 있다. 이에 따라 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 주요 메모리 반도체 업체들은 엔비디아와의 협력 관계를 강화하기 위해 총력을 기울이고 있다.

하지만 HBM 공급은 '하늘의 별 따기' 수준이다. 현재 HBM3E조차 공급이 수요를 따라가지 못하는 상황인데, 올해 양산 예정인 HBM4는 더욱 제한적일 수밖에 없다. 특히 HBM은 제조 공정이 복잡하고 수율 확보가 어려워 단기간에 공량을 늘리기 어렵다. 업계에서는 엔비디아가 물량의 대부분을 선점하면서 다른 AI 칩 업체들은 HBM 확보에 상당한 어려움을 겪을 것으로 보고 있다.

이러한 공급 병목 현상의 중심에는 대만 TSMC가 있다. TSMC는 엔비디아를 비롯해 주요 팹리스 기업들의 최첨단 칩 생산을 도맡아왔다. 하지만 최근 5나노 이하 공정 라인 가동률이 포화상태에 달한 것으로 알려지면서 업계는 TSMC가 신규 주문을 소화하기 어려운 것으로 풀이하고 있다.

하지만 TSMC의 이러한 공급난은 역설적으로 국내 기업들에게는 호재로 작용하는 모습이다. 삼성은 그동안 수율과 기술력 측면에서 TSMC에 밀려왔지만, 차세대 트랜지스터 구조인 GAA(Gate-All-Around) 공정을 선제적으로 도입하며 역전의 발판을 마련했다. 업계 일각에서는 TSMC의 가동률 포화가 장기화될 경우, 글로벌 빅테크 기업들이 삼성전자로 눈을 돌릴 가능성도 높다고 점치는 분위기다.

현재 HBM 시장은 SK하이닉스가 우위를 독점하고 있다. SK하이닉스는 지난해 엔비디아와 HBM4 공급 물량 협의를 마쳤고, 현재는 제품 양산과 공급에 성공한 것으로 알려졌다.

삼성전자 역시 HBM4 생산에 박차를 가하고 있다. 삼성전자는 지난해 모든 고객사에 HBM4 샘플을 출하했으며, 지난해 3분기 컨퍼런스콜을 통해 엔비디아의 퀄테스트(품질 검증)에 사실상 통과했음을 시사하기도 했다.

당시 사측은 "HBM 수요가 공급보다 빠른 속도로 늘어나고 있고 삼성전자 또한 모든 고객사들을 대상으로 HBM3E 양산 판매를 확대해 나가고 있다"고 전했다. 물론 고객사명은 밝히지 않았지만, '모든' 고객사로 판매를 확대했다고 밝힌 점에서 업계는 엔비디아에도 공급을 성공한 것으로 추정하고 있다.

메모리 반도체는 AI 모델의 학습과 실행을 담당하는 핵심 요소다. 최근 AI 수요가 폭증하면서 주요 기업들이 막대한 자본을 들여 AI 데이터센터 확장에 나서 메모리 수급에 비상이 걸렸다. 이에 따라 글로벌 메모리 시장을 주도하는 삼성전자와 SK하이닉스는 공급 부족을 배경으로 메모리 칩 가격을 추가 인상할 수 있는 카드를 쥐게 된 것이다.

AI 수요 폭증에 D램과 낸드플래시 가격도 상승세다. 시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 PC용 D램 범용 제품(DDR4 8Gb 1Gx8)의 평균 고정거래가격은 2024년 말 1.35달러에서 지난해 말 9.3달러로 1년 만에 약 9.6배 상승했다. 메모리카드·USB용 낸드플래시 범용 제품(128Gb 16Gx8 MLC) 역시 지난해 한 해 동안 2.76배 올랐다.

올해 1분기 범용 D램 계약은 가격 전 분기 대비 55∼60% 상승할 것으로 예상된다. 트렌스포스는 보고서에서 "올해 1분기 D램 공급업체들은 AI 서버 수요 증가에 대응하기 위해 첨단 공정 노드와 신규 생산 설비를 서버 및 HBM 제품 생산에 집중할 것으로 예상된다"고 분석했다. 같은 기간 낸드플래시 계약 가격도 급증한 서버 수요에 따라 33∼38% 오를 것으로 전망된다.

올해 반도체 가격은 지속적으로 오를 전망이다. 김윤호 IBK투자증권 연구원은 "2026년 1분기는 AI 수요 강세에 따라 평균판매가격(ASP)이 상승할 것으로 예상된다"며 "올해 상황은 공급이 수요를 따라가지 못할 것으로 보이며, 가격 상승세는 지속될 것으로 기대한다"고 말했다.