[반도체 强대强] ①AI가 만든 메모리 수요, 삼성전자·SK하이닉스로 압...

[편집자 주] 삼성전자와 SK하이닉스가 AI 기반 수요를 바탕으로 반도체 업황 회복기를 맞이했다. AI 서버와 데이터센터 투자 증가로 메모리 수요 구조가 빠르게 변화하는 가운데, 그 수혜가 양사로 집중되고 있다. FETV는 AI 시대 반도체 산업 변화와 함께 삼성전자와 SK하이닉스의 사업 구조, 전략, 투자 방향 등을 전반적으로 짚어보고자 한다.

[FETV=이신형 기자] 지난해부터 AI 서버 수요를 중심으로 반도체 업황이 빠르게 회복된 가운데 삼성전자와 SK하이닉스의 1분기 확정 실적 발표를 앞두고 시장의 관심이 쏠리고 있다. 단순 수요 반등이 아닌 메모리 경쟁 구도가 형성되며 수혜가 국내 반도체 양강 업체로 집중되는 구조적 변화가 나타났다는 평가다.

최근 반도체 업황 회복의 핵심은 AI 서버와 데이터센터 수요 급증과 과거 다운사이클로 인한 생산 감축 등에서 기인한다. 과거 스마트폰과 PC 출하량 등이 메모리를 비롯한 반도체사 주요 제품들의 수요를 좌우했다면 현재는 AI와 관련해 서버 증설과 클라우드 사업자의 인프라 투자 경쟁 등이 전체 시장을 견인하는 구조가 형성됐다.

이러한 상황 속 AI 메모리 수요의 핵심은 데이터 처리 구조에 있다. 대규모 학습과 추론 과정에서 방대한 데이터를 반복적으로 이동시키는 특성상 GPU 연산 속도 대비 메모리 데이터 공급이 지연되는 병목 현상은 메모리 대역폭에서 발생한다. 이에 GPU 성능과 함께 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 메모리 성능이 AI 경쟁력을 좌우하는 요소로 부상했고 이 같은 한계를 보완하기 위해 등장한 것이 바로 HBM(고대역폭메모리)이다.

SK하이닉스가 지난해 고객사 샘플 공급을 시작한 12단 HBM4 샘플 모습 [사진 SK하이닉스]

반도체 업계 관계자에 따르면 HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층하고 이를 연결한 구조의 메모리로 대역폭 확대를 통해 AI 연산 등에 필요한 데이터 처리 속도를 획기적으로 끌어올렸다.

특히 HBM은 적층 공정과 수율 관리 등 생산 측면에서 굉장히 까다로운 대표적인 고난도 제품이다. 여기에 D램 생산 역시 막대한 설비 투자와 시간이 필요하다. 결국 AI 수요가 급증하는 국면에서도 이를 감당할 수 있는 생산능력과 기술력을 갖춘 기업은 제한적일 수밖에 없고 이에 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 주요 메모리 제조사의 수혜가 확인됐다.

SK하이닉스가 지난 1월 밝힌 올해 주요 전략 [이미지 SK하이닉스 실적발표 IR 자료]

여기에 AI 데이터센터 확산으로 서버용 D램(DDR5)과 기업용 SSD(eSSD) 등 양사가 생산하는 주요 고부가 반도체 수요가 동반 확대되며 사업 전반이 동시에 성장하는 구조가 형성됐다. 고속·고용량·저전력 특성을 요구하는 AI 데이터센터 특성상 DDR5, eSSD 등 주요 고부가 반도체 제품 중심의 수요 확대가 뚜렷하게 나타났다.

삼성전자와 SK하이닉스 양사는 설계, 제조, 패키징까지 아우르는 종합 반도체 기업(IDM)으로 대규모 생산능력과 기술력을 동시에 보유하고 있다. 특히 삼성전자의 경우 D램 시장 지배력과 시스템LSI(설계), 파운드리(위탁생산)까지 포함한 사업 구조를 갖추고 있고, SK하이닉스는 HBM을 중심으로 시장에서 선두 지위를 확보하며 AI 메모리 시대 주도권을 선점했다는 평가다.

삼성전자가 지난 2월부터 양산 출하하기 시작한 HBM4 모습 [사진 삼성전자]

이러한 구조 속 최근 SK하이닉스는 HBM3E, 차세대 HBM4 등 HBM을 중심으로 AI 메모리 시장에서 존재감을 키우고 있다. 삼성전자 역시 지난 2월 HBM4 첫 출양산 출하를 통해 HBM 주도권 탈환은 물론 D램 시장 지배력 유지, 파운드리 역량 등을 강화해왔다.

이번 반도체 업사이클은 AI 수요 확대라는 공통된 배경 속에서 메모리 병목과 공급 제약이 맞물리며 그 수혜가 국내 반도체 두 개 업체로 집중되고 있다. 특히 HBM을 축으로 한 기술 경쟁과 D램 기반의 규모 경쟁이 동시에 작동하는 가운데 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 한 양강 구도가 더욱 공고해지는 모습이다.