HBM 메모리 전쟁: SK하이닉스, 삼성, 마이크론

인공지능(AI) 산업이 급격히 성장하면서 고대역폭 메모리(HBM)가 이 분야의 필수 요소로 부상했습니다. 엔비디아의 CEO 젠슨 황은 지난 3월 샌호세에서 열린 한 컨퍼런스에서 HBM 칩을 "기술의 기적"이자 인공지능 혁명의 핵심 구성 요소로 칭했습니다. 이 기술이 차세대 그래픽 처리 장치(GPU)와 AI 애플리케이션의 동력을 제공하기 때문입니다.

엔비디아는 ChatGPT와 같은 최첨단 생성형 AI 애플리케이션을 지원하는 GPU를 생산하고 있습니다. 이러한 GPU의 성능을 최대한 활용하려면 HBM이 필수적입니다. 현재 엔비디아는 주로 한국의 SK하이닉스로부터 HBM을 조달하고 있지만, AI 칩에 대한 수요가 급증함에 따라 공급 업체를 다변화하려 하고 있습니다.

주요 경쟁 구도 및 기술 우위

고대역폭 메모리(HBM) 시장에서의 경쟁은 주로 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론의 세 기업이 주도하고 있습니다. 각 기업은 고유의 기술과 전략을 활용해 시장 점유율을 늘리고 경쟁력을 확보하고자 하고 있습니다.

Nikkei Asia, May 10, 2024

 

삼성전자

• 시장 상황: 삼성전자는 반도체 분야에서의 세계적인 지위에도 불구하고 HBM 시장에서는 SK하이닉스에 밀리고 있습니다. 최근까지 주도적인 위치를 유지하지 못해 내부적으로도 우려의 목소리가 있습니다.
• 개선 전략: 이를 극복하기 위해 삼성은 HBM3e 제품의 조기 상용화를 추진하고 있습니다. 특히 자체 HBM3e 칩을 엔비디아와 협력하여 공급하기 위해 노력하고 있습니다. 이를 통해 SK하이닉스보다 앞서 공급하는 것이 목표입니다.
• 기술적 과제: 삼성은 현재까지 HBM 기술에서 뒤처졌다는 평가를 받지만, 지속적인 기술 개선을 통해 빠르게 격차를 좁히고자 합니다. 생산 수율을 높이고 기존의 DRAM 기술을 활용하여 경쟁력을 높이려는 전략을 취하고 있습니다.

마이크론

• 시장 진입: 마이크론은 HBM 시장에서 후발주자로서 전략적인 위치를 차지하고 있습니다. 경쟁사에 비해 낮은 시장 점유율을 갖고 있지만, 에너지 효율과 혁신적인 설계를 통해 빠르게 성장하고 있습니다.
• HBM3e: 마이크론은 자사 HBM3e 칩을 엔비디아의 최신 GPU에 공급함으로써 시장 지위를 강화하려 하고 있습니다. 특히 이 제품은 경쟁사보다 30% 낮은 에너지 소비를 자랑합니다.
• 미래 전략: 마이크론은 AI 시장의 성장이 HBM에 대한 수요를 크게 증가시킬 것으로 보고 있습니다. 이에 따라 선제적으로 생산을 늘려 내년까지도 완전히 매진될 것으로 예상하고 있습니다.

SK 하이닉스

• 시장 지배력: SK하이닉스는 전 세계 HBM 시장의 절반 이상을 차지하며 선두를 달리고 있습니다. 초기부터 HBM 기술 개발에 적극적으로 투자해 고품질의 메모리를 공급하고 있습니다.

• MR-MUF 기술: MR-MUF는 칩을 수직으로 쌓는 공정을 개선하여 높은 효율성을 보장합니다. 특히 HBM3e를 포함한 다양한 버전에서 MR-MUF 기술을 통해 안정적으로 생산하고 있습니다.
• 경쟁 우위: SK하이닉스는 오랜 기간 쌓아온 DRAM 생산 기술과 함께, 효율적인 칩 쌓기 기술을 결합해 높은 생산 수율을 유지하고 있습니다. 이는 고성능 메모리를 대량 생산하는 데 있어 중요한 요소입니다.

Nikkei Asia, May 10, 2024

 

생산의 어려움과 위험 요소

HBM 생산은 칩을 수직으로 쌓는 과정에서 하나의 결함이 전체 배치를 무용지물로 만들 수 있어 높은 기술적 난이도가 있습니다. 이러한 점 때문에 생산 수율 관리가 매우 중요합니다.

고대역폭 메모리(HBM) 생산에는 상당한 기술적 어려움과 위험 요소가 내재되어 있습니다. 이러한 복잡한 생산 공정에서 높은 품질을 유지하는 것은 각 기업이 직면한 중요한 과제입니다.

다층 스택 기술의 복잡성

• 고도의 정밀성 요구: HBM은 여러 개의 DRAM 칩을 수직으로 쌓아 올려야 하는데, 각 층의 연결이 완벽해야 합니다. 하나의 층에 문제가 생기면 전체 스택이 불량이 되어 생산 수율을 떨어뜨립니다.
• 칩 간 연결: 층별로 수천 개의 연결 구조를 구축해야 하기 때문에 각 칩 간 연결 상태를 확인하고 완벽하게 조정하는 것이 매우 까다롭습니다.
• 생산 수율: 다층 스택이 올바르게 완성되지 못하면 전체 생산 배치가 버려지게 됩니다. 따라서 칩 간 연결을 최적화해 생산 수율을 높이는 것은 핵심 기술력으로 여겨집니다.

소재와 장비의 문제

• 전용 장비 필요: HBM 생산을 위해선 고도로 특화된 장비가 필요합니다. 각 기업은 자체적인 기술 개발과 함께 생산 장비에 대한 투자를 아끼지 않아야 합니다.
• 고품질 소재 사용: HBM은 고속 데이터 처리를 위해 높은 전도성과 낮은 전력 소비를 갖춘 소재를 사용해야 하므로, 원재료 품질 관리도 중요합니다.

시장의 변동성

• 공급 과잉 우려: 메모리 칩 시장은 수급에 따라 가격이 급격하게 변동할 수 있습니다. 공급 과잉 시 가격 하락으로 인해 생산 기업의 수익성이 저하될 수 있습니다.
• 기술 경쟁: 각 기업이 새로운 기술을 빠르게 개발하는 동안, 기존 기술에 투자한 설비나 제품이 수익을 내지 못할 가능성도 있습니다.

인력 및 생산 공정 관리

• 숙련된 인력: 고급 기술이 요구되는 공정인 만큼 숙련된 엔지니어와 생산 인력이 필수적입니다. 인력 관리와 교육에 신경 쓰지 않으면 생산 과정에서 오류가 발생할 수 있습니다.
• 공정 관리: 다층 스택 칩을 생산하는 과정에서 모든 공정을 정확히 관리해야 하며, 이를 위해 각 공정마다 품질 검사를 수행해야 합니다.

Nikkei Asia, May 10, 2024

성장 전망과 시장 확대

인공지능이 메모리 수요를 주도하며 2025년까지 HBM이 DRAM 시장의 30% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장 잠재력은 파워테크와 같은 새로운 참여자들의 진입을 유도하고 있습니다.

 

고대역폭 메모리(HBM)는 인공지능(AI)과 고성능 컴퓨팅 분야의 급속한 성장과 더불어 그 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다. 이러한 수요 증가는 HBM 시장의 성장 전망을 밝게 하고, 메모리 제조사들에게 새로운 기회와 과제를 동시에 제공합니다.

시장 성장의 동인

• 인공지능 기술의 발전: 생성형 AI 애플리케이션, 딥러닝 모델, 고성능 컴퓨팅 등 분야에서 요구하는 데이터 처리량은 기존 메모리 구조로는 감당하기 어려운 수준입니다. HBM은 다층 구조와 높은 대역폭을 통해 대량의 데이터를 빠르게 처리할 수 있어 인공지능 분야에서 필수적인 요소로 자리잡았습니다.
• 데이터 센터의 고도화: 클라우드 서비스와 빅데이터 처리에 필요한 데이터 센터는 높은 대역폭과 낮은 지연시간의 메모리를 요구하고 있습니다. HBM은 이러한 요구에 부합하는 성능을 제공하여 데이터 센터의 핵심 메모리 솔루션으로 부상하고 있습니다.
• 게이밍 및 그래픽 분야: 고성능 그래픽을 필요로 하는 비디오 게임과 가상현실(VR) 시장에서도 HBM의 적용이 점차 늘어나고 있습니다. 특히, 그래픽 처리 장치(GPU)의 성능을 최대화하기 위해 HBM이 필수적입니다.

시장 확대와 점유율 전망

• 시장 규모 확대: 2025년까지 HBM 시장 규모가 전체 DRAM 시장의 30% 이상을 차지할 것으로 예측됩니다. 현재 시장의 주도권을 쥐고 있는 SK하이닉스와 삼성, 그리고 마이크론을 비롯한 다양한 기업들이 이 시장을 확대하기 위해 노력하고 있습니다.
• 기술 경쟁: 기업들은 HBM의 생산 효율을 높이고 에너지 소비를 줄이는 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. SK하이닉스는 MR-MUF 기술을 통해 기술 우위를 유지하고 있으며, 삼성은 조기 공급을 통한 시장점유율 확보 전략을 추구하고 있습니다. 마이크론은 저전력 HBM3e 칩으로 틈새시장을 공략하고 있습니다.

시장의 리스크와 기회

• 공급 과잉 우려: 시장 전문가들은 2025년까지 HBM 시장에 공급 과잉이 발생할 수 있다고 경고합니다. 삼성전자의 공급 확대가 이루어질 경우 이러한 우려는 더욱 현실화될 수 있습니다.
• 고급 메모리 수요 증가: AI 시장의 성장세로 인해 고급 메모리 수요가 지속적으로 늘어날 전망입니다. 이를 통해 기업들은 더 큰 매출을 올릴 수 있는 기회를 얻게 됩니다.

 

 

공급 과잉 우려

하지만 메모리 칩 시장은 수급 변동에 민감합니다. 만약 삼성전자가 HBM3e 칩 생산에 성공한다면 2025년에는 공급 과잉이 우려됩니다.

 

고대역폭 메모리(HBM) 시장이 빠르게 성장하는 것과 동시에, 업계 전문가들은 공급 과잉의 리스크에 대해 우려하고 있습니다. 이러한 공급 과잉 우려는 몇 가지 요인에 기인합니다.

경쟁사의 시장 진입과 생산 확대

• 삼성의 HBM3e 출시: 삼성전자가 HBM3e 칩을 조기에 출시하고, 이를 엔비디아와 같은 주요 고객에게 공급하려는 전략은 SK하이닉스와의 경쟁을 촉진하며 공급량을 급격히 증가시킬 수 있습니다.
• 마이크론의 시장 진입: 마이크론이 자체 HBM3e 칩을 대량 생산하기 시작하면서 시장에 새로운 공급자로 진입했습니다. 이는 시장의 경쟁 구도를 변화시킬 뿐만 아니라 추가적인 공급 증가 요인으로 작용할 수 있습니다.

기존 DRAM 시장과의 경쟁

• 기술 변화: HBM이 고급 메모리 시장의 주류로 떠오르면서 기존 DRAM 제품들과 경쟁하게 됩니다. 이는 DRAM 공급사들에게도 영향을 미쳐, HBM으로의 전환이 원활하지 않을 경우 기존 DRAM 재고가 증가할 수 있습니다.
• 시장 변화 대응 전략: 일부 메모리 기업들은 DRAM 생산 라인을 HBM 생산으로 전환하는 과정에서, 수요 예측에 실패하거나 기술 전환에 실패할 가능성이 있습니다.

수요 변동성 및 시장 예측 불확실성

• AI 시장의 변동성: 인공지능 시장이 최근 급속히 성장하고 있지만, 이러한 수요가 지속될 것인지에 대한 예측은 여전히 불확실합니다. 만약 시장의 성장세가 예기치 않게 둔화되거나 수요 감소가 발생할 경우, 급증하는 HBM 공급은 과잉 상태가 될 수 있습니다.
• 고객의 다변화 추구: 주요 고객사들은 공급 업체 다변화를 통해 안정적인 공급망을 확보하려고 합니다. 이러한 전략은 HBM 제조사들 간의 가격 경쟁을 촉진하고, 장기적으로 생산 과잉을 유발할 수 있습니다.

 

결론

SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론은 시장의 성장과 안정성을 위해 기술 혁신과 공급 조절의 균형을 찾아야 할 것입니다. 이들의 시장 적응 능력과 기술 혁신이 HBM의 미래를 좌우할 것입니다.

 

고대역폭 메모리(HBM) 시장은 인공지능(AI) 및 고성능 컴퓨팅 분야의 지속적인 성장으로 인해 크게 발전하고 있습니다. 생성형 AI, 데이터 센터, 고성능 그래픽 처리 등 첨단 기술의 발전에 따라 HBM은 이러한 기술의 핵심 구성 요소로 부상했고, 그에 따라 수요가 크게 증가했습니다.

기술 경쟁과 시장 우위

SK하이닉스는 MR-MUF 기술을 활용해 시장을 선도하고 있으며, 삼성전자는 조기 출시 및 안정적 공급을 통해 시장 점유율을 높이려 노력하고 있습니다. 마이크론은 저전력 HBM3e 칩을 통한 새로운 전략을 추구하며 경쟁에 가세하고 있습니다. 이러한 경쟁은 기술 혁신과 시장 확대를 주도하고, 궁극적으로는 소비자에게 더 많은 선택지를 제공합니다.

시장의 기회와 리스크

HBM은 기존 DRAM에 비해 높은 수익성을 가지고 있으며, 차세대 컴퓨팅을 위한 필수 솔루션으로 부상하고 있습니다. 그러나 과잉 공급 가능성, 시장 변동성, 고객사의 다변화 전략 등은 여전히 시장의 불안정성을 증가시키는 요인입니다.

전략적 대응 방안

메모리 제조사들은 수요 예측과 기술 혁신에 집중하면서, 공급 과잉 위험을 최소화하는 데 힘써야 합니다. 주요 고객과 긴밀한 협력을 통해 장기적인 수요를 확보하고, 생산 라인을 유연하게 운영함으로써 시장 변동에 대응할 수 있는 전략을 마련하는 것이 중요합니다. 또한, 기술 개발과 생산 효율성 제고를 통해 고품질의 제품을 제공하며, 치열한 경쟁 환경에서도 우위를 점할 수 있는 경쟁력을 유지해야 합니다.

 

HBM 시장은 앞으로도 성장 잠재력을 가지고 있지만, 변동성과 공급 리스크를 고려한 전략 수립이 필수적입니다. 각 기업은 경쟁 속에서 어떻게 기술적 우위를 확보하고 시장 변화에 대응할지 고민해야 하며, 그 결과가 향후 메모리 산업 전반에 걸친 판도를 결정할 것입니다.