[반도체 强대强] ③HBM 1위 SK하이닉스, 삼성전자 추격 속 선두 지킬까

[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] SK하이닉스가 HBM(고대역폭메모리) 시장에서 선점 효과를 바탕으로 주도권을 확보한 가운데 삼성전자가 차세대 HBM 개발과 양산에 속도를 내며 추격에 나서고 있다. 업계에서는 아직까지 SK하이닉스가 기술과 공급 측면에서 우위를 유지하고 있지만 HBM4 이후 경쟁 구도 변화 가능성에도 주목하는 분위기다.

최근 반도체 업황의 핵심은 HBM과 서버용 D램 등 AI 서버 관련 메모리다. HBM은 기존 DDR이나 GDDR 등 범용 D램 대비 대역폭을 크게 확대해 데이터 처리 속도를 크게 끌어올린 구조다. 이러한 HBM은 특히 AI 연산 시 GPU 연산 속도가 저하되는 병목 현상을 해결하기 위한 핵심 제품으로 자리 잡았다.

반도체 업계 관계자에 따르면 HBM은 기존 D램을 수직으로 적층해 만드는 구조다. 적층 수가 8단, 12단, 16단 등으로 높아질수록 용량과 성능은 개선되지만 공정 난도도 급격히 상승한다. 하나의 층에서라도 불량이 발생하면 전체 칩을 사용할 수 없어지기 때문에 메모리 반도체 시장에서는 HBM 수율 관리가 핵심 경쟁력으로 꼽힌다.

SK하이닉스 HBM 개발 연혁 [이미지 SK하이닉스]

이 가운데 SK하이닉스는 HBM에서의 기술 선점을 통해 시장 주도권을 확보했다. 지난 2021년 HBM3 개발 이후 2022년부터 공급을 시작했고 2024년에는 성능과 전력 효율을 개선한 차세대 HBM인 HBM3E를 업계 최초로 양산하며 AI 메모리 시장에서 존재감을 확대했다. 이어 2025년 3월 HBM4 샘플 공급에 이어 9월 양산 체제 구축까지 이어지며 차세대 제품에서도 선도적 위치를 유지하고 있다.

박준덕 SK하이닉스 D램 마케팅담당 역시 올해 초 진행된 실적발표 컨퍼런스콜에서 “HBM4 양산이 고객사 요청 물량에 대한 양산을 진행중”이라며 “HBM3E 12단 수준의 수요를 확보할 예정”이라고 밝혔다.

지난해 4분기 기준 글로벌 HBM 시장 점유율 현황

실제 시장 점유율에서도 이러한 흐름이 확인된다. 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 지난해 4분기 SK하이닉스의 HBM 점유율은 57%를 기록했다. 전년 동기 대비 소폭 하락했지만 여전히 과반 이상의 점유율을 유지하며 시장을 주도하고 있다.

또 생산 측면에서도 공격적인 투자 기조를 이어가고 있다. 지난 2022년 약 20조원을 투입해 지난해 말 착공에 완료한 청주 M15X 팹은 HBM용 D램을 생산할 예정이다. 또 이번달 22일 청주에 19조원을 들여 건설하는 어드밴스드 패키징 공정인 ‘P&T 7’ 팹 착공식을 진행하며 D램 생산은 물론 후공정까지 구축해나갔다. 이는 HBM 수요가 급증하는 상황 속 안정적 공급 체계를 확보해나가기 위한 전략으로 풀이된다.

삼성전자가 지난 2월부터 양산 체제를 구축해 공급하기 시작한 HBM4 모습 [이미지 삼성전자]

다만 이러한 투자와 선도적 위치에도 경쟁사들의 추격 역시 이어지고 있다. 삼성전자는 지난해 하반기부터 HBM4 개발에 착수해 고객사 샘플을 공급했고 지난 2월 양산 체제에 돌입하며 본격적인 시장 공략에 나섰다. 글로벌 HBM 점유율 역시 지난해 4분기 22%로 지난해 1분기 대비 9%p 상승하며 마이크론을 제치고 2위 자리를 확보했다.

시장에서는 HBM 시장 경쟁이 본격화되며 SK하이닉스의 선두 유지 여부는 수율과 공급 대응 능력에 달렸다는 평가가 나온다. HBM은 제품 특성 상 수율 확보가 곧 수익성과 직결되기 때문이다. 특히 HBM3E와 HBM4 등 고단 적층 제품으로 갈수록 공정 난도가 높아지는 만큼 안정적인 생산 체계 확보가 핵심 변수로 부각된다.

여기에 HBM 중심 전략에 따른 리스크 관리도 중요 과제로 꼽힌다. 특정 제품 혹은 고객사에 대한 의존도가 높아지면 수요  변동에 따른 영향이 확대될 수 있기 때문이다. 이에 SK하이닉스는 LTA(장기공급계약) 확대 등을 통해 수요 안정성을 확보하는 전략을 병행하고 있다.

현재 HBM 시장은 선점 효과를 바탕으로 한 SK하이닉스의 주도권과 이를 추격하는 삼성전자의 경쟁 구도가 동시에 형성된 상황이다. AI 수요 확대라는 공통된 배경 속에서 기술력과 생산능력을 동시에 확보한 기업 중심으로 시장이 재편되고 있는 가운데 향후 HBM4 이후 시장 주도권 향방이 반도체 업황의 주요 변수로 작용할 것으로 보인다.

SK하이닉스 관계자는 “HBM 시장 경쟁력의 경우 AI 수요 확대 예상을 바탕으로 진행한 선제적 투자의 결과”라며 “차세대 제품에서도 경쟁력을 이어가기 위한 투자, 설비 증설 등 준비를 지속해나가고 있다”고 말했다.