삼성전자·SK하이닉스, AI 반도체 수요대응 나선다

HBM 시장, 2025년까지 연평균 45% 성장할 듯
SK, 이천 공장 증설해 HBM 생산 확대
삼성, HBM 라인업 확대…'스노우볼트' 상표 출원

삼성전자, SK하이닉스./연합

글로벌 메모리 반도체 시장을 주도하는 삼성전자와 SK하이닉스가 급증하는 AI(인공지능) 반도체 수요 대응에 본격적으로 나선다. 양사는 DDR4 등 구형 공정 제품의 감산은 지속하지만 고부가제품인 고대역폭메모리(HBM)의 생산을 확대한다는 방침이다.

18일 업계에 따르면 SK하이닉스는 HBM3의 생산능력을 확장하기 위한 이천 공장 증설 작업에 돌입했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 데이터 처리 속도를 높인 차세대 메모리다. SK하이닉스는 후공정인 패키징 설비를 추가 도입해 HBM 생산량을 2배까지 늘릴 계획인 것으로 알려졌다.

올해 하반기부터는 신제품인 12단 적층 HBM3 양산을 본격 시작한다. 12단 적층 HBM3은 적층되는 D램의 개수를 기존 8개(총 16GB)에서 12개로 늘려 용량을 50% 높인 제품으로, 최대 용량은 24GB이다. 현재 AMD 등에 샘플을 제공하며 상용화 작업을 거치고 있다.

과거 AMD와 함께 첫 상용화 HBM 제품을 개발한 SK하이닉스는 현재 HBM3를 양산하는 유일한 기업이다. SK하이닉스의 HBM 매출은 D램 전체 매출의 10% 정도지만 AI 서버의 고성장이 예상됨에 따라 향후 2~3년 내에 20%까지 확대될 것으로 전망되고 있다. 이에 SK하이닉스는 12단 HBM3 양산으로 AI 메모리 반도체 시장을 발빠르게 선점한다는 전략이다.

HBM 시장 2위인 삼성전자는 오는 9월 4세대 HBM 제품인 HBM3을 시장에 내놓고 대량 양산을 시작한다. 경쟁사인 SK하이닉스의 로드맵 대비 느린감이 있지만 AI의 수요 성장세에 맞춰 공급 물량을 지속 확대할 것으로 보인다.

삼성전자는 최근 차세대 HBM 제품명인 '스노우볼트', '샤인볼트', '플레임볼트'를 연달아 상표 출원하면서 라인업 확대에 나서고 있다. 스노우볼트는 삼성전자의 5세대 HBM인 HBM3P로 추정된다. SK하이닉스의 경우 이를 HBM3E로 명명하고 있다.

삼성전자는 AI의 잠재성에 주목하고 AI GPU(그래픽처리장치)에 필요한 HBM 기술 개발에 속도를 내겠다는 방침이다. 경계현 삼성전자 DS(반도체) 부문 사장은 지난 9일 연세대 강연에서 "AI 시대가 올 것"이라면서 "(AI 등의) 추론 작업시 GPU 동작률은 20%밖에 안 된다. 메모리를 발전시켜 GPU 개선 지원이 필요하다"고 강조했다. 또 AI GPU 시장 점유율 대부분을 차지하는 엔비디아에 대해선 "올해는 엔비디아가 독주할 것"이라고 했다.

한편 챗GPT 열풍 이후 AI 서버 출하량이 급증하면서 HBM 수요가 빠른 속도로 늘고 있다. 고성능 서버 시장 규모가 확대되고 GPU 등 AI 반도체의 성능 경쟁이 심화되면서 더 좋은 성능의 HBM에 대한 니즈도 커지고 있다. 시장조사업체 트렌드포스는 HBM 시장 규모가 올해부터 2025년까지 연평균 최대 45% 성장할 것으로 전망했다.