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[AI 반도체 대전]① AI가 바꿀 세상...'HBM' 반도체 불황 돌파한다

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'HBM', AI 시장 덕에 급성장…반도체 매출 역할 기대
삼성·SK, HBM 생산 능력 향상 위한 증설 투자 나서
HBM 시장 경쟁 격화…'기술 개발·수율 확보' 필요

차세대 메모리 반도체인 고대역폭메모리(HBM) 시장을 놓고 반도체 기업들의 경쟁이 갈수록 치열해지고 있다. 최근 인공지능(AI)과 챗GPT 등 관련 산업이 급격하게 성장하면서 AI 서버 등에 탑재할 HBM에 대한 글로벌 수요가 커지고 있기 때문이다. 이제 HBM 시장은 "주도권을 뺏기면 미래 먹거리도 없다"는 말이 나올 정도로 반도체의 핵심 분야가 됐다. HBM을 중심으로 국내 기업들의 반도체 불황 탈출 여부와 시장 판도 변화, 주도권 확보 전략까지 살펴봤다.

[서울=뉴스핌] 이지용 기자 = 최근 인공지능(AI) 시장이 급격하게 확대되고 있다. 지난해 11월 미국의 오픈AI가 챗GPT를 내놓으면서 글로벌 산업 전반에 큰 변화를 몰고 왔다. 기업들은 앞다퉈 실무에 챗GPT를 비롯한 생성형 AI를 도입하기 시작했다. 

생성형 AI용 서버 시장이 급성장하자 AI 서버에 탑재되는 HBM 수요도 함께 늘고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 HBM 시장 점유율 90% 이상을 차지하고 있는 만큼 올 들어 적자 폭이 커지고 있는 반도체 위기를 HBM을 통해 돌파해나갈 전략이다.

[AI 반도체 대전] 글싣는 순서

1. AI가 바꿀 세상...'HBM' 반도체 불황 돌파한다
2. SK하이닉스, HBM으로 삼성전자 추격…시장 판도는
3. "양보는 없다"…삼성-SK의 AI 기술 신경전

앞으로 생성형 AI뿐만 아니라 다양한 산업군에서 AI가 활용될 예정인 가운데 글로벌 HBM 시장에서의 주도권 확보 여부가 삼성전자와 SK하이닉스의 반도체 산업 성패를 좌우할 것이란 전망이다. 

◆ HBM, 전세계 출하량 급상승…반도체 매출 성장 역할

4일 관련 업계에 따르면 HBM이 전체 D램 시장에서 차지하고 있는 매출 비중은 아직 10% 미만 수준이다. HBM 새로 성장하고 있는 분야인 만큼 절대적인 매출은 아직 크지 않다. 그러나 AI 산업의 성장으로 HBM은 매출 비중을 급격히 높여갈 전망이다. 삼성전자와 SK하이닉스는 올해 상반기에만 반도체 분야에서 수 조원의 적자를 냈지만, HBM으로 올해 하반기를 포함해 향후 전체 반도체 매출까지 끌어올리겠다는 전략이다.

업계에서는 현재 구글과 아마존 등 클라우드 서버 기업은 HBM3보다 낮은 단계인 HBM2E를 사용하고 있지만, 앞으로 증가할 AI 서비스 요구에 맞춰 용량이 크고 처리 속도가 빠른 차세대 HBM 수요가 늘어날 것이라는 평가가 나온다. HBM의 수요·출하량 등이 높아질수록 삼성전자와 SK하이닉스의 D램 등 반도체 전체 매출까지 높일 수 있는 셈이다. 현재 삼성전자는 최근 2분기 연속, SK하이닉스는 3분기 연속 반도체 적자를 기록하고 있어 HBM을 통한 매출 회복이 시급하다.

시장조사업체 트렌드포스는 그래픽처리장치(GPU) 및 로봇에 탑재되는 프로그래머블 반도체(FPGA), 클라우드 서버 등에 쓰이는 ASIC 등을 탑재한 AI 서버 출하량은 올해 38% 가까이 늘어 120만대에 육박할 것이라고 분석했다. 

트렌드포스는 또 클라우드 서비스뿐만 아니라 AI향 칩의 수요가 늘어 내년엔 차세대 HBM 제품인 HBM3와 HBM3E가 시장에서 주류로 자리잡을 것으로 평가했다.

김동원 KB증권 연구원은 "오는 2024년 삼성전자의 HBM 매출 비중은 올해 대비 3배 이상 확대해 20%에 근접할 것으로 추정된다"고 설명했다.

피터 리 씨티글로벌마켓증권 반도체본부장은 "올해 HBM이 전체 D램 매출에서 차지하는 비중은 11%에 달할 것"이라고 분석했다. 이어 "2025년에 HBM이 전체 D램 매출의 27%, 2027년에는 30%를 차지할 것"으로 전망했다.

이와 함께 AI 반도체 시장 규모 또한 올해 70조원에서 내년 110조원으로 급성장할 것이라는 분석도 나오면서 HBM에 대한 수요는 더 커질 것으로 보인다. 

특히 삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 경제 상황에 큰 영향을 받는 스마트폰 및 PC, 가전 등에 쓰이는 범용 D램과 낸드플래시의 매출에 의존해왔다. 하지만 GPU 등 특수 목적용 반도체의 매출 비중을 높일 경우 글로벌 경제에 따른 변동폭을 줄여 안정적인 반도체 시장 형성이 가능할 것이라는 기대도 나온다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 "HBM은 프리미엄 제품인데다 AI 시장이 커가고 있어 글로벌 시장 변화에 둔감해 안정적인 수익 확보가 가능할 것으로 본다"고 설명했다. 그러면서 "삼성과 SK하이닉스는 HBM을 통해 앞으로 반도체 매출을 어느정도 회복할 수 있을 것"이라고 말했다.

◆ 삼성·SK, HBM 집중 투자…생산 비중 확대 나서

삼성전자와 SK하이닉스는 이 같은 HBM을 통한 반전을 꾀하기 위해 HBM 생산 및 판매 비중 확대로 반도체 포트폴리오를 개편하고 있다.

우선 삼성전자는 올해 전년 대비 2배 수준인 10억Gb 중반을 넘는 고객 수요를 확보했다. 또 하반기 추가 수주에 대비해 생산성 확대를 위한 공급 역량을 키우고 있다. 삼성전자는 차세대 제품인 HBM3 16GB와 12단 24GB 제품의 양산 준비를 끝냈다. HBM3 16GB는 업계 최고 6.4bps 성능 및 초저전력을 기반으로 하고 있어 AI 서버의 대규모 데이터 처리를 필요로 하는 고객사들을 끌어모을 것으로 보인다. 내년 HBM 생산 능력은 증설 투자를 통해 2배 이상 키울 예정이다.

SK하이닉스 또한 차세대 HBM 개발에 힘을 쏟고 있다. SK하이닉스는 내년 상반기 5세대 제품인 HBM3E 양산에 돌입한다. 또 2026년 6세대 제품인 HBM4를 양산하기 위한 계획을 세우고 있다. SK하이닉스는 내년 투자 우선 순위에 HBM을 두고 있으며 물량을 2배 이상 확대할 예정이다.

현재 SK하이닉스는 대형 고객사인 엔비디아에 챗GPT용 GPU 용 HBM을 공급하고 있는데, 최근 엔비디아로부터 HBM3E 제품 샘플을 요구받았다. 벌써 차세대 HBM에 대한 시장의 수요가 커지고 있는 것이다.

김우현 SK하이닉스 최고재무책임자(CFO) 부사장은 최근 열린 2분기 실적 컨퍼런스콜에서 "HBM의 매출 비중이 전체의 20%를 넘어설 것으로 본다"고 말했다. 이어 "2026년부터 차세대 제품인 HBM4로 넘어갈 것으로 보이는 만큼, 이에 맞춰 차근히 양산을 준비할 것"이라고 강조헀다.

같은 날 열린 삼성전자 컨퍼런스콜에서 김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장도 "HBM 등의 수요 증가로 상반기 대비 하반기 메모리 실적을 점차 회복할 것으로 예상한다"며 "시황에 연계해 반도체 포트폴리오를 HBM 등 고부가가치, 고용량 제품 중심으로 재편·최적화할 것"이라고 말했다.

전문가들 또한 이들 기업이 HBM을 통해 반도체 불황을 일부 해결할 수 있을 것으로 보고 있다. 이와 함께 또 다른 경쟁사인 미국의 마이크론과의 격차를 벌리기 위한 투자 확대가 필요하다는 지적도 나온다.

김양팽 산업연구원 전문연구원은 "메모리 반도체 하락이 이어지는 가운데 HBM으로 매출 상승 등 분위기 반전을 꾀할 수 있을 것"이라며 "AI향 반도체 분야에서 HBM뿐만 아니라 다른 차세대 반도체도 함께 성장할 것으로 본다"고 설명했다.

그러면서도 "마이크론 등 경쟁사들의 HBM 추격 속도가 빨라지고 있는 상황이라 기술 개발 투자를 확대하고 더 많은 고객사를 확보해야 한다"며 "자칫 방심하는 순간 마이크론에 금방 따라잡힐 수 있다"고 지적했다.

이종환 교수는 "HBM이 초기 단계인 만큼 어느 기업도 투자를 늦추게 되면 경쟁에서 지게 될 것"이라며 "반도체는 초기 투자가 중요해 삼성과 SK는 지금 기술 개발에 전력을 다해야 할 것"이라고 말했다. 이어 "HBM에 대한 수율을 높이면서도 관련 신기술에 대한 안정화를 이뤄내야 원가 경쟁력이 생겨 시장 점유율을 높일 수 있다"고 강조했다.

leeiy5222@newspim.com

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[단독] 'Z플립8'에 주름 개선 신기술 뺐다 [서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자가 폴더블폰의 고질적인 화면 주름을 줄이기 위해 '플렉스 티타늄'을 도입했지만, 접힘부 굴곡과 단차에 대한 소비자 불만이 이어져 온 갤럭시 Z플립8은 제외됐다. 고급 기술을 상위 제품에 먼저 적용해 제품 간 차별화를 두는 전략은 기존에도 활용해 왔다. 다만 화면 주름 개선은 새로운 편의 기능을 추가하는 것과 달리 폴더블폰의 기본 사용감과 완성도에 직결된다는 점에서 이번 선별 적용의 배경에 관심이 쏠린다. 업계에서는 폴드와 플립의 서로 다른 패널 구조와 접힘 방향, 별도 설계·내구성 시험, 양산 검증 과정이 영향을 미친 것으로 보고 있다. 전작 기준 폴드7이 플립7보다 출고가가 약 89만원 높아 신기술 비용을 상대적으로 흡수하기 수월하다는 점에서 원가 부담 가능성도 거론됐지만, 삼성 측은 직접적인 이유는 아니라는 입장이다. ◆ 같은 폴더블이지만 구조는 달라 16일 업계에서는 플렉스 티타늄이 플립8에 적용되지 않은 이유로 폴드와 플립의 서로 다른 디스플레이 구조를 꼽고 있다. 플렉스 티타늄은 기존 부품의 소재만 바꾸는 기술이 아니다. 유기발광다이오드(OLED) 패널 아래에 티타늄 합금 필름을 넣고, 디스플레이 모듈을 받치는 플레이트에도 티타늄을 적용하는 새로운 적층 구조다. [AI 인포그래픽=김정인 기자] 티타늄 플레이트에는 화면을 반복해서 접고 펼칠 수 있도록 미세한 구멍을 촘촘하게 가공한다. 구멍의 크기와 간격, 배열은 패널이 접힐 때 받는 힘과 접힘 반경에 맞춰 설계해야 한다. 폴드는 화면을 세로 방향으로 접지만 플립은 가로 방향으로 접는다. 화면 크기와 비율, 접힘부위 길이, 힌지 구조와 내부 부품 배치도 서로 다르다. 폴드용으로 설계한 티타늄 플레이트와 미세 홀 구조를 단순히 줄여 플립에 그대로 적용하기 어려운 이유다. 업계에서는 플립에 같은 기술을 넣으려면 제품 형태에 맞춘 구조 설계와 내구성 시험, 양산 검증을 별도로 거쳐야 할 것으로 본다. 플립형 제품에 기술을 적용할 수 없다는 의미라기보다 이번 세대에서는 폴드용 구조의 개발과 양산 적용이 먼저 이뤄졌다는 분석이다. ◆ 원가보다 별도 설계·검증에 무게 플립8 미적용 배경으로 원가 부담 가능성도 거론됐다. 전작 기준 갤럭시 Z폴드7의 국내 출고가는 256GB 모델이 237만9300원으로, 148만5000원인 Z플립7보다 89만4300원 높았다. 업계에서는 상대적으로 가격대가 높은 폴드가 신기술 적용에 따른 부품비와 공정비 부담을 흡수하기 수월했을 가능성을 제기한다. 다만 삼성 측은 원가가 플렉스 티타늄 적용 모델을 가른 직접적인 배경은 아니라는 입장인 것으로 전해졌다. 삼성전자가 지난해 출시한 갤럭시 Z폴드7. [사진=뉴스핌DB] 수율도 변수로 꼽힌다. 새로운 적층 구조를 적용하려면 티타늄 필름과 플레이트, 접착층이 일정한 품질로 결합돼야 한다. 패널 크기와 접힘 방향이 달라지면 제조 공정과 검사 기준도 다시 맞춰야 한다. 업계에서는 폴드8에서 양산성과 내구성을 먼저 확인한 뒤 플립형 제품으로 확대하는 방식이 생산 부담을 줄일 수 있다고 본다. 차기 플립 모델의 적용 여부와 시기는 아직 정해지지 않은 것으로 알려졌다. ◆ 판매 비중 커진 폴드에 우선 적용 폴드의 넓은 화면도 신기술 우선 적용 배경으로 꼽힌다. 폴드는 펼친 상태에서 영상과 문서, 여러 애플리케이션을 동시에 사용하는 제품이기 때문에 화면 평탄도가 제품 완성도에 미치는 영향이 크다. 접힘부위가 길고 디스플레이 면적도 넓어 화면 전체를 균일하게 받쳐주는 하부 지지 구조도 중요하다. 삼성전자는 강성이 높은 티타늄 합금 필름과 플레이트를 함께 적용해 화면 주름과 내구성, 제품 두께를 개선했다고 설명했다. 최근 폴드의 판매 비중이 커진 점도 눈에 띈다. 지난해 국내 사전판매에서 갤럭시 Z폴드7과 Z플립7은 총 104만대가 판매됐다. 이 가운데 폴드7이 60%, 플립7이 40%를 차지했다. 삼성전자가 2019년 폴더블폰을 처음 출시한 이후 국내 사전판매에서 폴드가 플립을 앞선 것은 처음이었다. 얇고 가벼워진 폴드7의 판매가 늘어난 가운데 차세대 디스플레이 기술도 폴드8에 먼저 적용된 셈이다. ◆ 소비자 불만 남은 플립…차기 모델 주목 플립8이 신기술 적용 대상에서 제외되면서 소비자들이 체감해 온 문제를 고가 폴드 제품부터 개선한다는 비판은 피하기 어렵게 됐다. 플립은 접었을 때 크기가 작고 휴대가 편리해 폴더블폰 대중화를 이끈 제품이다. 하지만 사용 기간이 길어질수록 화면 중앙의 접힘부위가 평평하게 유지되지 않고 굴곡이 도드라진다는 불만이 이어져 왔다. 화면을 위아래로 넘길 때 손가락에 단차가 느껴지거나 접힌 부분이 살짝 솟아오른 듯한 이질감이 생기고, 밝은 곳에서는 접힘 자국이 더 선명하게 보여 사용감을 떨어뜨린다는 지적이다. 폴드8에서 플렉스 티타늄의 양산성과 실제 주름 개선 효과가 확인되면 플립형 제품에 맞춘 구조를 별도로 개발해 차기 제품으로 확대할 가능성이 있다. 다만 플립용 설계와 시험이 추가로 필요한 만큼 내년 출시 제품에 곧바로 적용된다고 단정하기는 이르다. 삼성전자가 지난해 출시한 갤럭시 Z플립7. [사진=삼성전자] ◆ 폴더블로 확대되지 않은 프라이버시 기능 갤럭시 S26 시리즈에서 처음 선보인 프라이버시 디스플레이는 차세대 폴더블 라인업으로 이어지지 않았다. 폴드8과 플립8 모두 적용 대상에서 빠졌다. 프라이버시 디스플레이는 사용자가 지정한 상황에서 화면의 시야각을 좁혀 옆 사람에게 내용이 잘 보이지 않도록 하는 기술이다. 비밀번호를 입력하거나 금융 서비스를 이용하는 등 민감한 정보를 다룰 때 화면 노출을 줄이는 데 초점을 맞췄다. 폴드는 화면을 펼쳐 문서나 메시지, 여러 애플리케이션을 동시에 사용하는 경우가 많아 주변에서 화면을 볼 수 있는 범위도 넓어진다. 이 때문에 프라이버시 디스플레이가 폴더블의 대화면 활용성을 보완할 기능으로 꼽혔지만 이번 신제품에는 반영되지 않았다. 삼성전자가 해당 기술을 향후 폴더블 제품군까지 확대할지는 아직 확인되지 않았다. 차기 제품에서 적용 범위가 넓어질지 주목된다. kji01@newspim.com 2026-07-16 11:37
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'육해공 통합' 4년제 사관학교 대전 자운대에 세운다 [서울=뉴스핌] 오동룡 군사방산전문기자 = 국방부가 16일 '국방교육 대개혁'을 표방하며 육·해·공군 사관학교를 대전 자운대 일대에 통합하는 '국군사관학교 창설 기본계획'을 공식 발표했다. 미래 안보환경 변화와 전시작전통제권(전작권) 회복 이후 한미연합방위체제를 이끌 장교를 양성하기 위해, 기존 각 군 사관학교를 "최고 수준의 첨단 통합 사관학교"로 재편하겠다는 구상이다. 국방부는 이번 계획을 "국방교육 대개혁의 첫걸음이자, 사관학교 교육체계 전반을 재설계하는 도약적 혁신"이라고 규정했다. 안규백 국방부장관이 지난 2월 20일 오전 충남 계룡대 대연병장에서 열린 육·해·공군 사관학교 통합임관식에서 축사를 하고 있다. [사진=국방부 제공] 2026.07.16 gomsi@newspim.com 국방부는 문제 인식의 출발점으로 "지금 변화하지 않으면 미래는 없다"고 규정하며, "각 군 사관학교 병립 체계가 자원 중복과 분산투자를 초래하는 구조적 비효율을 낳고 있다"고 진단했다. 현행 육·해·공군 사관학교는 각각 약 700~1000명 규모로 일반 종합대학 단과대 수준에 불과하지만, 총 2900여 명의 생도를 양성하기 위해 3명의 3성 장군을 포함한 7명의 장성, 약 3000여 명의 지원 인력을 유지하고 있어 "규모 대비 지휘·지원 구조가 비대하다"는 것이 국방부 판단이다. 국방부는 또한 "전쟁 양상이 지·해·공을 넘어 우주, 사이버, 전자기스펙트럼 등 '다영역 통제 능력'을 요구하는 시대로 급변하고 있는데도, 사관학교 교육체계는 여전히 군종별로 분절된 구조에 머물러 있다"고 지적했다. 새로 출범할 국군사관학교는 대전 자운대 지역에 통합 신설되며, KAIST와 국방과학연구소(ADD), 항공우주연구원, 천문연구원, 전자통신연구원, 원자력연구원 등 주요 연구기관이 밀집한 과학기술 클러스터와 연계된 '스마트캠퍼스'로 설계된다. 국군사관학교 예상 조감도. [그래픽=국방부 제공] 2026.07.16 gomsi@newspim.com 국방부는 "분산·노후화된 기존 육·해·공군 사관학교 시설을 하나로 모아 과감한 집중투자를 단행, 규모의 경제가 실현된 세계 최고 수준의 통합 교육 플랫폼을 만들겠다"고 밝혔다. 교육과정은 우주·사이버·전자기스펙트럼을 포함한 AI 기반 전영역 작전을 주도할 수 있는 각 군 특성화 교육과, 전작권 회복 이후 한미 장병을 주도할 수 있는 국제 감각·소양 함양 과정으로 재설계된다. 국방부는 "현재 약 24% 수준인 사관학교 민간교수 비율을 점차 50% 이상으로 끌어올리고, 국립대학 수준 처우를 보장해 최고 석학이 장교 양성 일선에 참여하도록 하겠다"고 밝혔다. 통합 국군사관학교를 중심으로 간호사관학교, 첨단사관학교, 학군·학사장교 과정 등 다양한 교육 코스를 수용하는 '국방교육 허브'로 장기 발전시키고, 상징성이 큰 기존 사관학교 시설과 기념공간은 보존·활용 방안을 병행 마련한다는 계획이다. 국방부는 "전작권 회복 이후 한미연합방위체제를 이끌 주역을 길러내는 세계적 수준 첨단 사관학교로 도약하겠다"며 "국민 의견을 적극 수렴하는 열린 절차로 국방교육 대개혁을 추진하겠다"고 덧붙였다. gomsi@newspim.com 2026-07-16 10:12
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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