[딜사이트 송한석 기자] SK하이닉스가 HBM과 서버 D램 판매를 함께 늘리며 사상 최대 실적을 냈다. 생산능력이 HBM에 집중되는 가운데 서버 D램 공급까지 늘린 배경으로는 수율 개선에 따른 생산 효율 향상이 꼽힌다. HBM 생산에 필요한 웨이퍼 투입을 효율화하면서 확보한 여력을 서버 D램에 활용했다는 분석이다.

업계에 따르면 SK하이닉스의 HBM4 수율은 60% 초중반으로 업계 최고 수준이다. 단위 공정별 수율이 아닌 모든 단계를 거쳐 살아남은 최종 양품 수율인 큠수율(Cum Yield, 누적 수율) 기준으로 경쟁사 대비 가장 높다.

삼성전자의 HBM4는 큠수율 기준 약 40%대로 알려져있다. 일각에서는 삼성전자가 80% 수율이라는 이야기도 나오지만 HBM은 여러 D램 칩을 쌓아 만드는 만큼 웨이퍼 소모가 크고 로스(손실)가 많아 물리적으로 80% 수율은 불가능하다.

최근 SK하이닉스는 생산성 확대로 인한 호실적을 기록 중이다. 올해 3분기 매출 104조6155억원, 영업이익 83조3338억원을 기록했다. 전년 동기 대비 매출은 327.9% 증가했고 영업이익은 632.1% 늘어났다. D램 평균판매가격은 전분기 대비 20% 후반 상승했고 출하량도 약 10% 늘었다. 특히 서버용 DDR5 판매량은 전분기보다 40% 이상 증가하며 실적 개선을 뒷받침했다.

업계에서는 HBM4 수율 개선이 생산량 향상과 관련이 있다고 보고 있다. 수율이 과거 대비 드라마틱하게 향상된 것은 아니지만 경쟁사 대비 업계 최고 수율을 유지해왔고 제품의 품질 개선세가 유지되면서 생산량에도 힘이 실리는 분위기다. 특히 HBM의 수율이 높아지면 같은 양의 웨이퍼에서 확보할 수 있는 완제품이 늘어난다. 이에 HBM 공급 목표를 달성하는 데 필요한 투입 부담을 줄이고 남은 생산 여력을 서버 D램에 활용할 수 있다.

이는 HBM의 단위당 생산 비용을 낮추면서 서버 D램의 추가 판매 기회도 확보하는 구조다. 당장은 신규 팹 건설과 장비 반입에 시간이 걸리는 만큼 기존 공정의 수율 개선은 증설 효과가 본격화하기 전 공급 여력을 보완하는 역할도 할 수 있다. 실제 SK하이닉스는 3분기 실적 컨퍼런스콜에서 4분기 D램 출하량이 전 분기 대비 20% 중반 증가할 것으로 전망하면서 수율 개선에 대한 분석에 힘이 실리고 있다.

이종욱 삼성증권 연구원은 “SK하이닉스는 HBM의 수율이 추가 개선되며 웨이퍼 투입량을 효율화했다”며 “이를 서버 D램 생산으로 활용”했다고 분석했다. 이어 “M15X와 1c 공정의 조기 생산 확대, 선단 공정의 빠른 수율 개선도 D램 공급 확대 요인”이라고 전했다.

서버 D램의 높은 수익성은 생산 여력 배분의 유인이다. 공급 부족으로 가격이 높게 형성된 상황에서는 추가 물량을 확보하는 것 자체가 매출과 이익을 늘릴 기회이기 때문이다. HBM 고객과의 공급 약속을 지키면서 서버 D램 수요에도 대응할 수 있다면 한정된 생산 자원에서 거둘 수 있는 수익도 커진다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 “HBM은 웨이퍼를 많이 써야 하지만 고객과 약속한 공급 물량이 있어 생산 자원을 우선 할당한다”며 “물량을 늘려가면서 불량 문제를 해결하면 수율도 개선되고 납품해야 할 HBM 물량을 확보한 뒤 나머지 부분을 서버용 D램에 할당할 수 있다”고 설명했다.

이어 “서버용 D램은 공급량이 절대적으로 부족해 가격이 높게 형성돼 있다”며 “가능한 한 고성능 서버용 D램으로 나머지 물량을 충당하려 할 것”이라고 덧붙였다.

한편 4분기에는 수율 개선에 더해 선단 공정 전환과 신규 팹 가동을 통한 공급 확대도 이어진다. SK하이닉스는 1c 공정 비중 확대와 청주 M15X의 HBM4 생산 증가를 바탕으로 D램 출하량을 전분기 대비 20% 중반 늘릴 계획이다. 서버용 DDR5와 AI 서버용 저전력 메모리 모듈인 SOCAMM 판매를 확대하고 HBM4는 출하량과 매출 비중 모두 HBM3E를 넘어 주력 제품으로 전환한다는 방침이다. HBM4E는 아직 모든 제조사가 샘플 수준이지만 개발에 속도를 더해 내년 하반기부터 샘플 공급이 가능하게 힘을 쏟을 계획이다.

김우현 SK하이닉스 재무부문장(CFO)은 3분기 콘퍼런스콜에서 “4분기에는 공급 확대를 한층 가속하며 시장 수요에 더욱 적극적으로 대응해 나갈 계획”이라며 “일반 D램은 서버용 1c 나노미터 제품의 비중을 빠르게 높이고 있다”고 말했다.