맞춤형 HBM이 뭐길래? 반도체 호황기 올까

HBM(High Bandwidth Memory)은 주로 고성능 GPU와 컴퓨팅(HPC) 시스템에 사용되는 고대역폭 메모리 기술입니다. D램 여러개를 수직으로 얇게 쌓아 올린 후 4천여 개의 이동 통로(TSV)를 통해 프로세서와 연결하여 메모리와 프로세서간의 데이터 전송 거리를 줄여 대역폭이 크게 증가하고, 낮은 전력 소비가 특징입니다.

 

HBM 품명에 표기되는 8H는 8단으로 D램을 쌓아올렸다는 뜻이며, 12H는 12단을 쌓았다는 뜻입니다. (많이 쌓을수록 더 높은 성능을 가지고 있습니다.) 가장 아랫단에는 베이스 다이가 있습니다. 

 

현재 HBM 반도체 시장의 90%는 SK하이닉스와 삼성전자가 점유하고 있는만큼, 앞으로 기술이 어떻게 발전할지 알아두면 좋겠습니다. 

 

 

1. HBM의 장점

① 높은 대역폭

대역폭은 데이터 전송 속도입니다. 4차 산업시대의 핵심인 많은 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 장점이 있습니다.

 

② 낮은 전력 소비

D램을 수평이 아닌 수직으로 쌓아올렸기 때문에 데이터 전송 거리가 짧아 동일한 대역폭이어도 소비되는 전력이 작습니다. 데이터 센터와 같은 곳에서 높은 전력 효율을 보여줍니다.

 

③ 컴팩트함

가장 큰 특징인 D램의 수직 정렬로,고용량 메모리를 작은 공간에 압축시킬 수 있습니다. 이는 더 작은 크기의 기기 설계에 유리합니다.

 

 

2. HBM, 왜 맞춤형으로 제작해야 할까?

인공지능 시장이 다변화되며, 각 기업이 원하는 인공지능의 방향도 달라지고 있습니다. 그렇기 때문에 고객사가 원하는 기능을 가진 HBM을 제작하여 납품하는 것이 시장 점유율을 높이는데 큰 영향을 끼칩니다.

 

현재 HBM은 5세대인 3 모델까지 제작되었고, HBM4 모델의 발표를 앞두고 있습니다. SK하이닉스와 삼성은 이 HBM4부터 베이스 다이에 로직 선단 공정(비메모리 반도체에서 사용되는 초미세 공정)을 적용할 예정인데, 반도체 칩 토대에 더 많은 회로를 그려 고객사가 원하는 기능을 탑재한 맞춤형 HBM을 만들 수 있기 때문입니다. 

 

이를 위해 SK 하이닉스는 대만의 TSMC(반도체 수탁생산이 가능한 파운드리 업체)와 협업할 예정이고, 삼성은 자체 제작이 가능하기 때문에 내부적으로 제작에 박차를 가할 예정입니다. 

 

 

 

3. 맞춤형 HBM에 대한 수요는?

 

대만 시장 조사업체인 트렌드포스에 따르면 올해 글로벌 HBM의 수요 약 85%를 엔비디아가 소비할 예정이라고 합니다. 엔비디아는 현재 GPU 시장의 97%를 점유하고 있는 큰 손입니다. 올해 엔비디아는 H100, H200이라는 AI 가속기를 주력으로 내세웠는데 여기에 HBM3E 12단을 적용한 B200A를 라인업에 추가했습니다. 제품군을 확대함에 따라 HBM에 대한 수요는 지속적으로 있을 것이라 예상됩니다. 

 

이외에도 MS, 아마존, 구글, 메타 등과 같은 빅테크 기업(M7)들의 자체 AI칩 제작을 위한 경쟁도 HBM의 수요를 높일 것입니다. AI용일 경우, 정보 처리량이 훨씬 많이 때문에 더욱 고성능,고용량의 HBM이 필요할 수 밖에 없는 상황입니다. 

 

*M7 :  인공지능 등의 산업 발전을 통해 미국 지수를 상승을 리드하는 미국 내 일곱 개 빅테크 기업

(마이크로소프트, 알파벳, 아마존, 엔비디아, 테슬라, 메타)

 

 

4. 주가는 어떻게 될까?

캐나다의 시장 조사 업체인 테크인사이트에서는 향후 GPU 시장이 2029년까지 연평균 39% 이상 성장할 것이라 내다봤습니다. 시장이 커짐에 따라 HBM에 대한 수요가 늘어날 것은 기정사실인듯합니다. 현재 SK하이닉스는 GPU 시장의 97%를 독점하고 있는 엔비디아와의 계약을 통해 시장 선두주자로 자리매김했습니다. 

 

그러나 아직 삼성의 경우, 엔비디아의 품질 평가를 통과하지 못해 납품이 어려운 상황입니다. 그러나 최근 엔비디아 본사 직원들이 HBM 관련 논의를 위해 삼성을 방문한 점, HBM의 수요에 비해 공급이 부족한 점 등을 이유로 3분기엔 삼성도 엔비디아와 HBM 관련 계약을 체결할 것으로 보입니다.  이러한 부분이 양사의 주가에 영향을 줄 것이라 판단됩니다. 

* 투자 권유가 아니며, 투자에 대한 결과는 본인에게 책임이 있습니다.