[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 인공지능(AI) 인프라 투자가 폭발적으로 늘면서 글로벌 메모리 시장이 요동치고 있다. 서버용 D램 수요가 급등하고, 주요 반도체 업체들이 잇따라 견적을 중단하는 등 시장이 과열 양상을 보이는 가운데 엔비디아와 한국의 '블랙웰(Blackwell) 빅딜'이 이미 빠듯한 D램 수급을 한층 더 타이트하게 만들 것이라는 전망이다. 삼성전자와 SK하이닉스는 증설과 효율 경쟁을 통해 글로벌 메모리 주도권 확보전에 나서는 모습이다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)와 이재용 삼성전자 회장이 지난달 30일 서울 강남구 코엑스에서 열린 엔비디아 지포스 게이머 페스티벌에서 대화를 나누고 있다. [사진=뉴스핌DB]

◆"삼성전자 가격협상 중단"...DDR5·HBM 수요 폭발적 증가
공급 병목 현상 장기화 조짐
5일 시장조사업체 트렌드포스(TrendForce)에 따르면 글로벌 클라우드 서비스 사업자(CSP)들의 데이터센터 확장으로 올 4분기 서버용 D램 계약 가격이 급등세를 보이고 있다. 트렌드포스는 기존 8~13% 상승 전망을 18~23%로 상향 조정했으며, 추가 인상 가능성도 배제하지 않았다. 삼성전자는 최근 DDR5 신규 견적 제시를 잠정 중단했고, 다른 공급사들도 관망세로 돌아서면서 가격 책정 주기가 분기 단위에서 월 단위로 바뀌었다.

AI 서버 수요가 예상보다 빠르게 늘면서 시장 변동성이 커졌기 때문이다. 메모리 가격이 단기간에 급등하자 공급사들이 적정 단가를 산정하기 어려워졌고, 고객사인 글로벌 클라우드 사업자들도 가격 협상 주기를 짧게 가져가고 있다. 이에 따라 과거 분기 단위로 이뤄지던 계약 관행이 한 달 단위의 단기 거래로 바뀌며, D램 시장이 사실상 '실시간 가격 체제'로 전환되고 있다는 분석이다.

AI 인프라 확대에 따른 메모리 수요는 앞으로도 가파르게 늘어날 전망이다. 트렌드포스는 글로벌 서버 출하량이 연간 약 4% 성장할 것으로 예상했다. 서버 한 대에 들어가는 메모리도 많아져 D램이 계속 부족할 것으로 내다봤다. 이에 따라 DDR5 가격은 내년 상반기에도 오를 가능성이 크다고 분석했다.

업계 관계자들은 "엔비디아의 GPU 공급 계약이 본격화되면 D램 수요는 지금보다 훨씬 빠르게 늘어날 것"이라고 입을 모은다. 엔비디아는 최근 한국 정부, 삼성전자, SK그룹, 현대차그룹, 네이버클라우드와 손잡고 총 26만 장의 블랙웰 GPU를 투입해 초대형 AI 팩토리를 구축하기로 했다. 이번 협력으로 한국 내 GPU 인프라는 기존 6만5000개에서 30만 개 이상으로 급증한다.

GPU 한 장에는 수십~수백GB의 D램이 탑재된다. 따라서 AI 팩토리 구축은 곧 대규모 DDR5 및 고대역폭메모리(HBM) 수요 증가로 이어진다. 실제로 삼성전자는 5만 개 GPU를 활용해 반도체 공정과 로봇·디지털 트윈 기술을 개발하고, SK그룹은 반도체 연구와 산업 클라우드 혁신에 집중한다. 현대차그룹은 자율주행·스마트팩토리 AI 시스템을 구축하고, 네이버클라우드는 6만 개 GPU로 한국어 기반 멀티모달 AI 모델을 개발한다. 이런 움직임은 단기간에 수만 개의 AI 서버를 가동하는 것과 맞먹는 수요 폭증을 불러온다.

삼성전자의 DDR5 D램 [사진=삼성전자]

이에 따라 시장의 불균형은 더 깊어질 전망이다. 낸드플래시 컨트롤러 기업 실리콘모션(Silicon Motion)의 쿠 월러스(Wallace C. Kou) CEO는 "AI 추론 수요의 폭발적 증가가 HBM, 낸드플래시, HDD 등 전반의 메모리 공급난을 동시에 초래하고 있다"며 "HBM은 DDR5 수준의 집적도를 달성하려면 웨이퍼 투입량이 3배 더 필요하고, DDR5 역시 공급 부족과 가격 급등의 이중 부담을 받고 있다"고 설명했다. 그는 "첨단 DDR 생산능력을 월 1만 장 늘리려면 약 100억 달러가 필요하며, 장비 리드타임이 길어 단기간 증설이 어렵다"고 덧붙였다.

트렌드포스는 이런 구조적 공급 제약 속에서 DDR5의 수익성이 내년 1분기부터 HBM3E를 추월할 것으로 내다봤다. 두 제품이 동일한 생산 캐파를 공유하는 만큼, 수익성이 높은 DDR5로 생산 비중이 쏠리면 HBM 공급이 줄고, 반대로 HBM 생산을 늘리면 서버 D램 가격이 더 뛸 수 있다. 결국 AI 팩토리 구축은 D램 시장의 불균형을 구조적으로 심화시키는 '가속 요인'으로 작용하는 셈이다.

◆최태원 회장 "공급난 돌파구는 효율성"
삼성·SK '생산 혁신' 속도
최태원 SK그룹 회장도 이 같은 메모리 병목 현상을 직접 언급하며 대응 전략도 제시한 바 있다. 최 회장은 지난 3일 'SK AI 서밋'에서 "GPU 등 AI 칩 성능이 빠르게 높아지고 있지만 이를 뒷받침할 메모리 공급이 따라가지 못하고 있다"며 "공급 병목의 시대에 SK는 책임 있게 대응하겠다"고 말했다.

그는 오픈AI가 초대형 AI 인프라 '스타게이트' 프로젝트용으로 월 90만 장 규모의 HBM 공급을 요청한 사례를 언급하며, 안정적인 수급과 공급망 신뢰 확보가 업계의 핵심 과제라고 강조했다.

최태원 SK그룹 회장이 지난 3일 서울 강남구 코엑스에서 열린 'SK AI 서밋'에서 기조연설을 하고 있다. [사진=뉴스핌DB]

SK가 내세운 해법은 '효율 경쟁'이다. 최 회장은 "AI는 스케일 경쟁에서 효율 경쟁으로 전환해야 한다"며 "비용을 줄이고 격차를 해소하는 효율적 AI 솔루션이 필요하다"고 말했다. 그는 지난해부터 이어온 'AI 수요와 공급의 병목현상' 문제 인식 아래, 메모리 반도체·인프라·AI 활용을 삼각 축으로 한 대응 전략을 추진 중이다.

또한 최 회장은 청주 M15X와 용인반도체클러스터 등 SK하이닉스의 생산 기반을 소개하며 "용인단지는 팹 한 곳이 청주 M15X 여섯 곳 규모이며, 4개 팹이 완성되면 M15X 24개를 짓는 효과가 있다"고 설명했다. 그는 HBM 증산뿐 아니라 고용량 낸드 기반 제품으로 가격 경쟁력을 강화하고 공급 안정성을 높이겠다는 계획도 밝혔다.

반도체업계 한 관계자는 "AI 팩토리 확산은 산업 혁신을 이끄는 핵심 흐름이지만, 단기적으로는 메모리 수급을 더 타이트하게 만드는 요인"이라며 "GPU 중심의 초대형 AI 인프라 구축이 본격화되면 DDR5와 HBM 모두 공급 여력이 빠듯해질 수밖에 없다"고 말했다. 이어 "삼성전자와 SK하이닉스가 글로벌 메모리 공급의 70% 이상을 담당하고 있는 만큼, 양사의 증설·공정 효율화 전략이 향후 시장 균형의 열쇠가 될 것"이라며 "HBM4와 DDR5 양산 시점을 얼마나 앞당기느냐가 수급 안정의 분기점이 될 것"이라고 덧붙였다.

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