HBM 시장 분석 및 주요 기업 동향

1. 요약

• 이 리포트는 HBM(High Bandwidth Memory) 시장의 현황과 주요 기업인 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론의 동향을 분석합니다. HBM은 AI와 대규모 데이터센터에서 중요한 메모리 반도체로 자리잡고 있으며, 각 기업의 기술 발전과 시장 점유율을 중심으로 각 기업의 전략적 대응을 다룹니다. SK하이닉스는 현재 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있으며, 삼성전자는 기술력에서 다소 뒤처지고 있지만 조직 개편과 새로운 기술 도입을 시도하고 있습니다. 마이크론도 기술 혁신을 통해 점유율 확장을 목표로 하고 있습니다. 향후 HBM 시장은 AI의 발전과 함께 지속적인 성장이 예상됩니다.

2. HBM 시장 개요

• 2-1. HBM 정의 및 기술적 특징

• HBM(High Bandwidth Memory)은 여러 개의 D램을 수직으로 연결하여 데이터 처리 속도를 크게 향상시킨 차세대 메모리 반도체입니다. 이 기술은 고도화된 연산을 필요로 하는 대규모 데이터센터에서 주로 활용되며, AI 산업의 성장과 함께 HBM에 대한 수요가 증가하고 있습니다. HBM은 D램을 수직으로 쌓아 올리는 복잡한 공정이 요구되며, 이러한 공정은 많은 인력과 장비가 소요되어 단가가 상승하는 경향이 있습니다.

• 2-2. HBM의 주요 적용 분야

• HBM의 주요 적용 분야는 대규모 데이터센터와 AI 가속기의 연산 처리입니다. 특히, 엔비디아는 자사 그래픽 장치와 HBM을 결합하여 AI 가속기를 생산하고 있으며, 이는 HBM 수요의 주요 원인으로 작용하고 있습니다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면, 엔비디아의 HBM3E 소비 점유율은 올해 60%를 넘고 내년에는 85% 이상으로 확대될 것으로 예상됩니다. HBM은 현재도 많은 산업에서 필요한 반도체로 자리잡고 있으며, 미래에도 성장이 기대됩니다.

3. HBM 시장 점유율 및 주요 기업

• 3-1. 2023년 HBM 시장 점유율

• 2023년 HBM 시장 점유율에 따르면, SK하이닉스는 53%의 점유율을 기록하였으며, 삼성전자는 38%의 점유율을 차지하고 있습니다. 마이크론은 9%의 점유율을 보유하고 있습니다. 이러한 수치는 시장조사업체 트렌드포스에 의해 확인되었습니다.

• 3-2. SK하이닉스의 시장 우위 분석

• SK하이닉스는 HBM 시장에서 53%의 점유율을 확보하고 있으며, 이는 엔비디아에 납품하는 메모리 반도체로 인하여 더욱 부각되었습니다. 최근 HBM 기술 발전과 더불어 시장에서의 주도권을 강화하고 있습니다.

• 3-3. 삼성전자의 시장 지위와 도전 과제

• 삼성전자는 38%의 시장 점유율을 기록하고 있으나, 기술 발전 속도에서 SK하이닉스에 뒤처지는 모습을 보이고 있습니다. HBM3 기술 채택 등을 통해 경쟁력을 유지하고자 하며, 엔비디아에 대한 HBM3E 공급에 대한 시기가 불확실하여 도전 과제가 있습니다.

• 3-4. 마이크론의 시장 전략

• 마이크론은 HBM 시장에서 9%의 점유율을 차지하고 있지만, 자신들의 기술력을 강화하여 시장에서의 경쟁력을 유지하고 있습니다. 지속적인 연구 개발과 제품 혁신을 통해 점유율 확대를 위한 전략을 추진하고 있습니다.

4. HBM 기술 발전

• 4-1. HBM3 및 HBM3E 기술 분석

• 최근 HBM 시장의 전망에 부정적인 의견이 일부 존재하나, 이는 지나치게 비관적이라는 반론이 제기되고 있습니다. 글로벌 반도체 업체인 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등이 올해 HBM 물량을 완판하였고, 내년 물량도 상당 부분 고객사에 할당된 것으로 확인되었습니다. HBM은 고객의 주문에 따라 제품이 생산되므로 공급 과잉 가능성은 적다고 업계 관계자들은 전망합니다. 또한, AI 가속기가 HBM의 주 수요처임에 따라 AI 가속기 수의 증가는 HBM 수요에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

• 4-2. 포스트 HBM: HBM4와 후속 기술

• 삼성전자는 차세대 HBM 기술인 HBM4에 대해 최신 공법인 하이브리드 본딩 공정을 도입하는 준비를 하고 있으며, 이는 HBM3 시장에서의 고전과 대조적으로 HBM4 시장에서의 기대감을 증대시키고 있습니다. 마이크론은 HBM 생산량 확대를 위해 D램 생산 능력을 최대 150~200% 증가시킬 계획입니다. 업계에서는 HBM 시장의 경쟁이 치열해질 것이라고 보고 있으며, 차세대 메모리 시장을 둘러싼 기술 개발과 공장 증설이 가속화되고 있습니다.

5. AI와 HBM 시장의 상관관계

• 5-1. AI 기술 발전에 따른 HBM 수요 증가

• AI 산업의 발전에 따라 HBM(High Bandwidth Memory)의 수요가 급증하고 있습니다. 대규모 데이터 센터에서 AI 연산에 필요한 데이터 처리 속도를 높이기 위해 HBM 기술이 각광받고 있으며, 특히 엔비디아의 GPU와 결합한 AI 가속기가 HBM 수요의 주요 원동력이 되고 있습니다. 트렌드포스에 따르면, 엔비디아의 HBM3E 소비 점유율은 올해 60%를 넘을 것으로 예상되며, 내년에는 85% 이상으로 확대될 것으로 보입니다. 이는 AI 기술이 확산됨에 따라 HBM의 필요성이 증가하고 있음을 보여줍니다.

• 5-2. AI 가속기와 HBM의 연관성

• AI 가속기는 고도화된 AI 연산을 실현하기 위해 HBM을 필수적으로 요구합니다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 데이터 전송 속도를 비약적으로 향상시키는 기술로, AI 처리에 있어 데이터 처리 속도를 극대화하는 데 중요한 역할을 합니다. SK하이닉스는 HBM3E 8단 제품을 현재 공급하고 있으며, 12단 제품 양산도 계획하고 있습니다. 이러한 HBM의 발전은 AI 시장의 성장은 물론, 이와 관련된 반도체 시장의 향후 성장 가능성을 뒷받침하고 있습니다.

6. 현재 HBM 시장의 도전과제

• 6-1. 삼성전자의 경영 판단 실패와 그 영향

• 삼성전자는 HBM 시장에서 경영 판단 실패로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 지난 2015년, 삼성전자는 세계 최초로 2세대 HBM(HBM2)을 양산했으나, 2019년에는 HBM 개발팀을 해체했습니다. 이는 AI 반도체 시장이 본격 성장하기 이전에 HBM의 시장성을 과소평가한 결과로 분석됩니다. 현재 삼성전자는 HBM3와 HBM2E와 같은 구세대 제품만 공급하고 있으며, SK하이닉스와 마이크론은 HBM3E 8단 제품을 공급하고 있는 상황입니다. 최근에는 전영현 부회장이 DS부문장으로 임명되었고, HBM 개발 조직이 신설되는 변화가 있었으나 아직 HBM 주도권을 되찾지 못하고 있습니다.

• 6-2. 경쟁사와의 기술 격차

• HBM 시장에서의 경쟁사와의 기술 격차는 삼성전자에 불리하게 작용하고 있습니다. SK하이닉스는 HBM3E 8단에 이어 12단 제품을 양산할 계획으로 있으며, HBM4 개발 또한 진행하고 있습니다. 반면 삼성전자는 HBM3E 제품의 납품이 지연되고 있어 경쟁사에 비해 기술적 우위를 잃고 있습니다. 마이크론도 HBM 생산량 확대를 위해 D램 생산 능력을 150~200%까지 늘릴 계획이 있습니다. 이러한 경쟁 상황에서 삼성전자는 HBM3E 출하가 본격화할 경우 공급 과잉으로 이어질 가능성도 제기되고 있습니다.

• 6-3. 미국의 대중국 수출 규제와 그 영향

• 미국은 한국 기업들에게 중국에 대한 HBM 수출 규제를 시사하고 있으며, 이는 삼성전자에 큰 타격을 미칠 것으로 보입니다. 미국 상무부의 앨런 에스테베스 차관은 한미 경제안보 콘퍼런스에서 HBM을 만드는 기업 중 두 곳이 한국 기업임을 언급하며, HBM의 생산능력을 동맹국의 필요에 맞춰 개발하는 것이 중요하다고 강조했습니다. 블룸버그통신의 보도에 따르면, 미국은 중국에 대한 HBM 수출 통제 방안을 검토 중인 것으로 알려져 있어, 삼성전자의 수출에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 큽니다.

7. HBM 시장의 미래 전망

• 7-1. HBM 수요 증가 예측

• 미국 증권사 번스타인의 분석에 따르면, 전 세계 HBM 시장 규모는 2024년 매출 기준으로 올해보다 2배 이상 상승하여 약 250억 달러(약 33조 원)에 이를 것으로 전망되고 있습니다. 이러한 수치는 HBM이 비싼 가격에도 불구하고 기업들이 여전히 HBM을 선택할 수 밖에 없는 이유를 뒷받침하고 있습니다.

• 7-2. 포스트 HBM 시대: 새로운 기술 개발 계획

• 최근 SK하이닉스는 '포스트 HBM'을 의제로 하여 미래포럼을 개최하였습니다. 이 포럼의 목적은 HBM 이후에도 메모리 시장의 우위를 유지하고 AI 시대에 적합한 제품 가치를 높이기 위한 방안을 모색하는 것이었습니다. 곽노정 SK하이닉스 사장은 인공지능 기술의 발전으로 인해 미래 상황이 더욱 불확실해지고 있음을 강조하며, 다양한 시나리오를 고려하여 미래를 준비해야 한다고 밝혔습니다. 또한, AMD와 ARM 같은 기업들이 HBM이 필요 없는 AI 칩을 개발하고자를 하는 노력도 보이고 있습니다.

8. 결론

• HBM 시장은 AI와 고성능 컴퓨팅 기술의 발전에 따라 꾸준히 성장 중입니다. SK하이닉스는 시장에서 선도적 위치를 유지하며 HBM3E와 HBM4로의 전환을 준비하고 있습니다. 반면, 삼성전자는 과거의 경영 판단 실패를 극복하고자 조직 개편과 새로운 기술 도입을 시도하고 있으며, 마이크론은 기술 혁신을 통해 경쟁력을 강화하고 있습니다. HBM의 미래는 AI 가속기와의 연관성에 크게 좌우될 것이며, 각 기업은 지속적인 기술 혁신과 시장 요구 대응을 통해 성장을 모색할 것입니다. 또한, 미국의 대중국 HBM 수출 규제 등 외부 요인도 지속적으로 영향을 미칠 것입니다.

9. 용어집

• 9-1. SK하이닉스 [회사]

• HBM 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하는 기업. 최신 HBM3E 등을 개발 및 생산 중이며, 향후 HBM4를 준비 중이다.

• 9-2. 삼성전자 [회사]

• HBM 시장에서 두 번째로 큰 점유율을 차지하는 기업. 최근까지 경영 판단 실패로 뒤처지고 있으나, 새로운 기술 개발과 조직 개편을 통해 회복을 시도하고 있다.

• 9-3. 마이크론 [회사]

• HBM 시장에서 세 번째로 큰 점유율을 차지하는 미국의 반도체 기업. HBM3E 등의 기술 개발에 집중하고 있다.

• 9-4. HBM3 [기술]

• 이전 세대보다 높은 대역폭과 용량을 제공하는 최신 HBM 기술. 주요 HBM 제조사들에 의해 개발 및 생산 중이다.

• 9-5. HBM4 [기술]

• 향후 출시 예정인 차세대 HBM 기술. 더 높은 성능과 용량을 제공할 것으로 예상된다.

• 9-6. AI 가속기 [기술]

• 주요 HBM 수요처 중 하나로, AI 학습과 대규모 데이터 처리에 최적화된 하드웨어. HBM과의 강력한 연관성을 가지고 있다.

10. 출처 문서

• 두 달 새 30% 급락, 삼성 반도체 비관론 짙어지는 이유 - 민중의소리https://vop.co.kr/A00001661570.html
• KBS 뉴스https://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=7995879
• 한미반도체는 HBM 선두주자…"적정 시총 9조"https://www.topdaily.kr/articles/95193
• 한계 없는 HBM 진화…AI 반도체 훈풍 이어간다https://www.asiatime.co.kr/article/20240924500274
• “HBM3는 시작 했는데”…삼성전자, 엔비디아 ‘HBM3E’ 공급은 언제될까https://www.etoday.co.kr/news/view/2388301
• 'HBM 3위' 마이크론 깜짝 실적…삼성·SK하이닉스 실적 기대감 후끈 - 아시아경제https://www.asiae.co.kr/article/2024092617410288324
• 7~8배 비싼 고가 메모리…반도체에 부는 ‘탈 HBM’ 바람[포스트HBM 시동]① : ZUM 뉴스https://news.zum.com/articles/93314175