[딜사이트 김민기 기자] 삼성전자가 고대역폭메모리(HBM) 시장에서 SK하이닉스를 뛰어넘기 위해 미국 AMD, 인텔 등과 손을 잡고 총력을 기울이고 있지만 당분간 주도권을 뺏기는 쉽지 않을 전망이다. 인텔은 엔비디아를 잡기 위해 가우디3를 내놓았으나 여전히 HBM2E 등 2세대 제품을 사용하고 있고, AMD 역시 삼성전자의 HBM3E를 사용하지만 인공지능(AI) 가속기 시장에서 미치는 영향력은 아직 미미하다.
최근 SK하이닉스가 대만 TSMC와 HBM4 개발 협력을 발표하면서 또 다시 한발 앞서가는 모습을 보이고 있어 삼성전자와 AMD, 인텔 등 후발주자들의 분발이 필요한 상황이다.
SK증권에 따르면 올해 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 HBM 3사의 올해 캐파(CAPA)는 전년 동기 대비 160% 늘어날 전망이다. 삼성전자와 SK하이닉스는 올해 말까지 TSV(실리콘관통전극) 캐파가 각각 웨이퍼 월 13만장(130k), 12만장(120k)이고, 마이크론은 3만5000장(35k) 수준으로 확충한다. 그럼에도 엔비디아의 H200은 GPU당 HBM 용량이 80% 늘고 B100은 140% 늘어나 올해도 HBM 공급 부족은 여전할 전망이다.
올해도 지난해와 같이 메모리 반도체사들의 경쟁은 HBM 시장에서 이뤄질 전망이다. 삼성전자와 AMD는 올해 2분기 AMD 신형 AI칩인 '인스팅트 MI350'에 삼성전자의 12단 HBM3E D램을 공급할 전망이다. 올해 하반기 양산할 예정이었던 MI350의 출시 일정을 상반기로 당기고 D램을 HBM3에서 HBM3E로 교체해 엔비디아를 잡는다는 계획이다.
대만 시장조사업체 트렌드포스는 "삼성전자는 HBM3E 샘플 공급이 다소 늦어 1분기 말까지 HBM3E 성능 검증을 하고 2분기에 출하를 시작할 예정"이라며 "올해 말 SK하이닉스와 시장 점유율 격차를 좁히며 시장 경쟁 구도를 재편할 것"이라고 분석했다.
최근 글로벌 반도체 시장에서 92%에 달하는 엔비디아의 글로벌 AI반도체 시장 점유율을 빼앗기 위해 인텔, 구글 AMD 등 주요 빅테크 들이 총력을 기울이고 있다. 인텔은 지난 9일 최신 AI 전용 칩 '가우디3'를 공개하면서 엔비디아의 H100을 잡기 위해 나섰다. 인텔은 가우디3가 엔비디아의 H100보다 전력 효율이 2배 이상 높고, AI 모델을 1.5배 더 빠르게 실행할 수 있다고 강조했다. HBM2E를 사용해 가격은 낮추고 효율은 극대화 시킨 가성비 제품을 통해 새로운 틈새 시장을 찾겠다는 계획이다.
하지만 프리미엄급 제품에서 강력함을 보이고 있는 엔비디아의 시장 주도권을 빼앗긴 힘들다는 평가다. 투자 전문지 팁랭크스는 "엔비디아가 AI 분야에서 확실한 선두 지위를 차지하고 있다는 데 의심의 여지가 없다"며 "앞으로 5년 간 75~90% 수준의 시장 점유율을 유지할 것"이라고 전했다.
업계 관계자도 "AI 가속기도 일종의 티어(tier, 등급)가 생겨 최고 사양급 제품은 엔비디아가 가장 높은 선호도를 유지할 것이고 그만큼의 성능이 필요 없는 곳에서는 인텔이나 구글 등의 제품이 쓰일 것"이라며 "자동차로 치면 엔비디아가 포르쉐나 벤츠고, 나머지 업체들이 소나타나, 그렌저 같은 제품으로 시장을 형성할 것"이라고 전했다.
이런 상황에서 삼성전자와 AMD가 손을 잡은 것은 서로의 니즈가 강했기 때문으로 분석된다. 삼성전자는 HBM 시장에서 SK하이닉스를 따라잡기 위해서는 무조건 엔비디아에 제품을 납품해야된다. 업계 관계자는 "삼성전자가 HBM3E 제품의 성능 향상과 엔비디아의 테스트를 통과하기 위해서는 다양한 레퍼런스가 필요하다"며 "이에 AMD에 HBM3E 납품을 통해 기술력 향상과 경험을 쌓고 있는 것으로 보인다"고 전했다.
게다가 올해 삼성전자는 적극적인 HBM 증설과 판매를 통해 점유율을 극대화가 절실하다. 이에 TSV 캐파도 삼성전자가 SK하이닉스보다 더 많을 것으로 예상된다. 이에 삼성전자는 인텔에 HBM2E 제품을 다수 공급해 HBM 자체 출하량을 높이고 AMD에도 제품 공급을 늘려 HBM 출하량에서 SK하이닉스와의 격차를 줄일 계획이다.
한동희 SK증권 연구원은 "삼성전자는 초과 공급 이내의 적극적인 증설로 점유율 제고를 추진할 가능성이 높다"며 "이는 범용 제품의 캐파 로스(loss)를 극대화 시켜 일반 D램 시장에서도 높은 점유율을 통해 수익성을 극대화할 수 있다"이라고 말했다.
AMD 역시 엔비디아의 대항마가 되기 위해서는 HBM3를 뛰어넘는 HBM3E 등 향상된 성능을 가진 D램이 필요하고 이에 삼성전자 제품을 적극 받아들이고 있는 것으로 예측된다. AMD도 삼성전자 제품보다는 좀 더 안정적이고 성능이 높은 SK하이닉스 제품을 쓰고 싶지만 물량이나 가격면에서 사용하기 쉽지 않아 삼성전자와 손을 잡은 모양새다.
한편 SK하이닉스는 올해 HBM3와 HBM3E에서 선두 지위를 유지하는 상황에서 공격적인 증설 보다는 수율 제고와 상위제품 중심의 믹스 조절로 수익성을 극대화할 방침이다. 이미 이번 1분기에 영업이익이 기존 예상치인 1조9000억원을 넘어 2조7000억원까지 오를 것이라는 전망도 나온다. 메리츠증권은 SK하이닉스의 1분기 영업이익 전망치로 2조7000억원을 제시하면서 올해 HBM에서 10조2000억원의 매출과 5조1000억원의 영업이익을 올릴 것으로 예측했다.
김선우 메리츠증권 연구원은 "AI 주도 서버 투자 트렌드 내에서 SK하이닉스가 이미 입증해낸 HBM 경쟁력은 전후방 모든 업체로부터 연합의 대상으로 이미 각인된 상황"이라며 "최근 발표된 TSMC의 HBM4 협력은 이제 시작일 뿐"이라고 말했다.
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