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2025년 HBM 시장 분석: SK하이닉스와 삼성전자의 기술 경쟁력 점검

일반 리포트 2025년 04월 02일
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목차

  1. 요약
  2. HBM 시장 전망과 성장성
  3. 기술 발전 현황
  4. 기업별 전략 비교
  5. 시장 우려 및 대처 전략
  6. 결론

1. 요약

  • 2025년 HBM(고대역폭 메모리) 시장은 급속한 성장세를 나타내며, SK하이닉스와 삼성전자가 이끄는 기술 경쟁력이 두드러지고 있습니다. 최근의 데이터에 따르면, HBM 시장 규모는 2023년 23억 달러에서 2026년 230억 달러로 증가할 전망이며, 이는 연평균 100%의 성장을 기록할 것으로 보입니다. 특히, AI(AI) 기술의 발전이 HBM 수요를 크게 끌어올리고 있어, 전체 D램에서 HBM이 차지하는 비중도 2022년 2%에서 2026년에는 10%를 초과할 것으로 예상됩니다. 이러한 시점에서 HBM은 AI 서버와 데이터 처리의 효율성을 극대화하는 중요한 요소로 자리잡고 있습니다.

  • 한편, SK하이닉스와 삼성전자는 HBM 생산 및 기술 개발에 대해 상이한 전략을 취하고 있으며, 이를 통해 각 회사의 시장 점유율을 극대화하기 위해 노력하고 있습니다. SK하이닉스는 HBM3 시장에서 90% 이상의 점유율을 확보하고 있으며, 6세대 HBM4 개발에도 박차를 가하고 있습니다. 삼성전자는 HBM4 개발에 심혈을 기울이고 있으며, 2025년에는 HBM4의 상용화를 목표로 하고 있습니다. 이는 각 기업이 지속적인 기술 혁신과 시장 요구에의 적시 대응을 통하여 경쟁력을 높이기 위한 노력의 일환으로 분석됩니다.

  • 따라서 이 보고서는 HBM 기술의 발전과 더불어 인공지능 및 데이터센터의 수요 변화가 HBM의 공급망에 미치는 영향을 받으며, 산업 전체의 방향성이 어떻게 변화할지를 제시하는 데 의미가 있습니다. HBM 시장의 향후 전망은 공급 과잉 우려와 수요 증가가 얽혀 있는 복잡한 양상을 띠고 있으며, 이러한 요소들이 기업의 투자 전략 및 기술 개발에 어떤 변화를 가져올지를 주의 깊게 살펴봐야 할 것입니다.

2. HBM 시장 전망과 성장성

  • 2-1. 공급 상황

  • HBM(고대역폭 메모리) 시장 전망은 복잡하게 얽혀 있으며, 공급 측면에서 공급 과잉과 수요 증가에 대한 우려가 동시에 존재합니다. 최근 트렌드포스에 따르면, 2024년 HBM 충족률(sufficiency ratio)은 -2.4%에서 0.6%로 상승할 것으로 보여, 이는 공급이 수요를 초과할 가능성이 있음을 시사합니다. 특히 2024년에는 HBM3의 수요가 크게 증가하여 전체 HBM 수요의 60%를 차지할 것으로 예상되고 있습니다. 이러한 공급 과잉 우려에 반해, HBM은 고객사의 주문에 따라 생산되기 때문에 공급 과잉이 발생하기 어려운 구조적 특성을 가지고 있습니다. 따라서 고객사들은 적정 재고를 유지하기 위해 HBM의 지속적인 수요를 확인하고 있습니다.

  • 한편, SK하이닉스와 삼성전자는 HBM 생산 및 기술 개발 측면에서 서로 다른 전략을 구사하며 시장의 복잡성을 해소하기 위해 노력하고 있습니다. SK하이닉스는 HBM3 시장에서 90% 이상의 점유율을 확보하고 있으며, 6세대 HBM4 개발에도 박차를 가하고 있습니다. 이와 같은 기술적 우위를 바탕으로 앞으로의 공급망 안정성을 강화하기 위한 기술 혁신에 집중하고 있습니다.

  • 2-2. 시장 성장 예상

  • HBM 시장은 AI(AI)에 대한 수요 증가에 힘입어 급성장할 것으로 예상됩니다. 예상되는 HBM 시장 규모는 2023년 23억 달러에서 2026년 230억 달러로 증가하며 연평균 100%의 성장을 기록할 것으로 보입니다. 이를 통해 HBM은 전체 D램에서 차지하는 비중도 2022년 2%에서 2026년에는 10%를 넘을 것으로 전망되며, 매출 측면에서도 HBM이 전체 D램 매출의 30%를 차지할 것으로 예측됩니다.

  • AI 붐의 영향으로 서버용 HBM 수요는 급증하고 있으며, AI 서버의 데이터 처리에 있어 HBM의 중요성이 더욱 부각되고 있습니다. 이는 메모리 3사(삼성전자, SK하이닉스, 마이크론) 모두 HBM 생산량을 전년대비 237% 증가시킬 것으로 보이며, HBM 수요는 매년 상승세를 이어갈 것으로 예상됩니다. 특히, 미국 대형 IT 기업의 데이터센터 확장으로 인해 서버 반도체 수요가 증가하고 있으며, 이는 HBM의 시장성을 더욱 높이는 요소로 작용할 것입니다.

  • 2-3. 투자은행의 전망

  • 여러 투자은행들은 HBM 시장에 대한 상반된 전망을 제시하고 있습니다. 모건스탠리는 메모리 시장의 수요가 상승세를 이어가고 있지만, 공급이 수요를 따라잡으면서 이익 성장 기대치가 정점을 찍고 반전될 것으로 예측하고 있습니다. 이에 따라 SK하이닉스의 목표주가는 기존 대비 낮춰질 가능성을 언급했습니다.

  • 반면 골드만삭스는 HBM 시장의 공급 부족이 지속될 것으로 보며, 2024년부터 2026년까지 HBM 시장의 공급 부족률을 각각 2.7%, 1.9%, 0.9%로 예상하고 있습니다. 이는 수요의 증가 속도가 공급 증가 속도를 상회할 것이라는 분석에 기초한 것입니다. 이러한 상반된 전망 속에서 각 기업이 기술력 향상에 주력하는 것은 시장 주도권 확보를 위한 필수적인 전략으로 자리 잡고 있습니다.

3. 기술 발전 현황

  • 3-1. SK하이닉스 HBM3E 양산 현황

  • SK하이닉스는 HBM3E(고대역폭 메모리 3세대 엑스트라) 제품의 양산을 본격적으로 시작하여 높은 성장세를 보이고 있습니다. HBM3E는 데이터 처리 속도와 효율성을 극대화할 수 있도록 설계된 메모리로, AI(인공지능)와 데이터센터 등 고성능 컴퓨팅 환경에서 중요한 역할을 하고 있습니다. SK하이닉스는 지난해부터 HBM3E 12단 제품의 샘플을 주요 고객에게 공급하였으며, 올해 4분기부터는 정식 출하를 시작할 계획입니다. SK하이닉스의 HBM3E 제품은 뛰어난 성능으로 시장에서 높은 수요를 발생시키고 있으며, AI 반도체 시장에서 주요 기업인 엔비디아에 납품되고 있습니다. HBM3E 12단은 특히 기술적 난도가 높지만 성공적인 개발과 양산 증가로 인해 안정적인 수율 확보를 기대하고 있습니다. 이와 같은 전략은 SK하이닉스가 시장에서의 경쟁력을 유지하고, 고객 만족을 높이는 데 기여하고 있습니다.

  • 3-2. 삼성전자의 HBM4 개발

  • 삼성전자는 차세대 HBM4 제품 개발에 속도를 내고 있으며, 맞춤형 HBM 솔루션을 제공하기 위한 연구개발에 진력을 다하고 있습니다. HBM4는 더 높은 성능과 효율성을 요구하는 AI 및 데이터센터 환경에 최적화된 제품입니다. 삼성전자는 현재 HBM4의 12단 제품을 준비 중이며, 2025년 하반기 출하를 목표로 하고 있습니다. 삼성전자의 HBM4 제품은 인공지능 고성능 컴퓨팅 환경에서 요구되는 맞춤형 성격이 강조되어 있으며, 프로세서와 메모리 간의 최적화 연구가 병행되고 있습니다. HBM4는 기존 HBM3E 제품보다 성능이 향상되며, 에너지 효율성 역시 개선될 것으로 기대되고 있습니다. 이는 전력 소비를 최소화하면서도 성능을 극대화할 수 있는 방향으로, 시장에서의 경쟁력을 크게 높일 수 있는 요소입니다.

  • 3-3. 맞춤형 HBM의 필요성

  • 최근 인공지능 기술이 발전하면서 맞춤형 HBM의 수요가 급격히 증가하고 있습니다. AI 시장의 특성상, 기업들은 특정 애플리케이션에 최적화된 메모리를 필요로 하게 되며, 이에 따른 맞춤형 솔루션이 필요해졌습니다. SK하이닉스와 삼성전자는 모두 맞춤형 HBM 개발에 집중하고 있으며, 이를 통해 고객의 요구에 부응하고 있습니다. 특히, 글로벌 빅테크 기업인 M7과의 협력 관계에서 고객 요청에 맞춘 HBM 제품을 개발하고 출하하는 것이 큰 기회로 작용하고 있습니다. 예를 들어, SK하이닉스는 엔비디아를 포함한 M7기업들이 요구하는 맞춤형 HBM 솔루션을 제공할 예정입니다. 이러한 맞춤형 HBM은 성능뿐만 아니라 에너지 효율성도 고려된 설계를 통해, AI 응용 분야에서의 경쟁력을 극대화할 수 있는 길을 열어주고 있습니다. 이는 반도체 산업 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보이며, 향후 HBM 시장의 판도를 변화시킬 가능성이 큽니다.

4. 기업별 전략 비교

  • 4-1. SK하이닉스의 공정 기술과 반도체 보조금

  • SK하이닉스는 미국 정부로부터 약 6200억원 규모의 반도체 보조금을 조기 확정받으면서 인디애나주에 새로운 어드밴스드 패키징 생산기지를 건설할 예정이다. 이러한 정부 보조금은 SK하이닉스의 HBM(고대역폭 메모리) 생산능력을 확장하고 수익성 확보에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

  • 특히, SK하이닉스는 HBM3E 제품의 양산을 활성화하여 시장에서의 선두 지위를 유지할 계획이다. 이러한 신기술 개발을 통해, 인공지능(AI), 머신러닝, 고성능 컴퓨팅(HPC) 등 데이터 처리에 최적화된 HBM 제품을 공급하고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층하여 데이터 전송 속도를 크게 향상시키는 기술로, 그래픽 처리 장치(GPU)와 같은 고성능 애플리케이션에 필수적인 요소로 자리 잡고 있다.

  • SK하이닉스는 HBM 제품의 수요 증가에 맞추어 실리콘관통전극(TSV) 기술의 생산능력을 두 배 이상 확대하고, 300% 이상의 HBM 매출 성장을 목표로 하고 있다. 이와 관련하여, 2028년에는 HBM4 및 HBM4E 제품을 해당 공장에서 양산할 계획도 세우고 있다. 이는 SK하이닉스가 HBM 시장의 선두주자로서 경쟁력을 더욱 강화하는 전략으로, 반도체 업계 전문가들로부터 긍정적인 평가를 받고 있다.

  • 4-2. 삼성전자의 조직 개편 및 경쟁력 강화

  • 삼성전자는 HBM 기술 경쟁력을 높이기 위해 조직 개편을 단행하고, 다양한 메모리 제품군을 아우르는 유연한 생산 전략을 채택하고 있다. 현재 삼성전자는 저전력 D램(LPDDR5) 및 그래픽 D램(GDDR5) 등 여러 제품을 생산하고 있으며, HBM 제품의 시장 점유율을 높이기 위한 노력을 지속하고 있다.

  • 특히, 삼성전자는 HBM4의 개발에 집중하며, 2026년부터 양산을 목표로 하고 있다. 이는 SK하이닉스와의 경쟁을 염두에 둔 것으로, 차세대 HBM 기술의 선두주자로 자리매김하기 위한 전략이다. 삼성전자는 HBM 기술력 외에도 생산 과정에서의 비용 효율성 및 품질 관리를 강화해 시장에서의 경쟁력을 높이고 있다.

  • 또한, 삼성전자는 HBM 수요 증가에 대비하여 생산 공장 시설 확대를 계획하고 있으며, 이를 통해 시장 변동에 유연하게 대응할 수 있는 체계를 구축하고 있다. 이러한 전략적 접근은 데이터 센터, AI 및 HPC 분야에서의 삼성전자의 입지를 강화하는 데 중요한 역할을 하고 있다.

  • 4-3. HBM 시장 내 경쟁 구도

  • HBM 시장은 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론 등 주요 기업들이 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 특히, SK하이닉스는 엔비디아와의 독점 계약을 통해 HBM 시장에서 선두를 달리고 있으며, 이는 SK하이닉스의 성장을 크게 이끌고 있다. 엔비디아는 AI 칩 시장을 지배하고 있으며, HBM 제품에 대한 수요를 증가시키고 있는 중요한 고객으로, 이 관계는 SK하이닉스의 수익성에 긍정적인 영향을 미치고 있다.

  • 반면, 삼성전자는 다양한 메모리 제품을 동시에 생산하여 유연한 경쟁력을 갖추고 있으며, HBM 기술의 지속적인 발전을 통해 HBM 시장 점유율을 확대하려는 전략을 추진하고 있다. 마이크론 또한 HBM 기술 개발에 일정 부분 투자하여 향후 활발한 시장 진입을 예고하고 있다.

  • 전체적으로, HBM 시장은 기술의 발전과 함께 동적 수요에 따라 변화하고 있으며, 기업 간 경쟁도 더욱 심화되고 있다. 공급 과잉 우려와 가격 변동의 위험이 상존하는 현실에서 각 기업은 고객의 다양한 요구에 신속히 대응하고, 지속적인 기술 혁신을 통해 경쟁력을 지속적으로 강화해 나가야 할 필요성이 커지고 있다.

5. 시장 우려 및 대처 전략

  • 5-1. 공급 과잉 우려

  • 최근 HBM(고대역폭 메모리) 시장에서 공급 과잉 우려가 커지고 있습니다. 많은 전문가들은 SK하이닉스와 삼성전자가 HBM 생산을 대폭 확대함에 따라 이러한 상황이 발생할 것으로 보고 있습니다. 특히, SK하이닉스는 엔비디아에 HBM을 독점 공급하면서 시장 점유율을 늘리고 있으며, 이에 따라 HBM 생산량이 급증할 것으로 예상됩니다. 그러나 이 같은 생산 증가는 공급이 수요를 초과하게 되는 '공급 과잉' 상황을 초래할 수 있다는 우려를 낳고 있습니다. 지난 2024년 7월, SK하이닉스의 김학성 마케팅 담당자는 HBM과 일반 D램의 시장 구조가 다르기 때문에 단순히 생산량 증가가 공급 과잉으로 이어질 것이라고 보기 어렵다고 언급했습니다. HBM의 다이 사이즈와 향후 생산성 제약을 고려할 때, 비트(bit) 증가는 제한적일 것이므로, 시장 과잉의 위험은 크지 않을 수 있다는 설명입니다. 하지만, 생산능력 확대가 불필요한 재고를 초래할 경우, 가격 하락과 수익성 저하로 이어질 수 있어 기업들은 이에 대해 세심하게 전략을 수립해야 할 필요성이 커지고 있습니다.

  • 5-2. 유지 가능한 경쟁력 확보 방안

  • HBM 시장에서의 경쟁력을 유지하기 위해 기업들은 다양한 방안을 모색해야 합니다. SK하이닉스는 철저한 고객 수요 분석과 수익성을 기반으로 한 투자 전략을 지속적으로 추진하고 있습니다. 기업의 장기적인 경쟁력을 위해서는 생산 능력을 확장하는 동시에, 품질 높은 제품 개발에 집중함으로써 차별화된 경쟁력을 갖추는 것이 중요합니다. 예를 들어, SK하이닉스는 향후 HBM4 제품을 2026년부터 시장에 선보일 계획이며, 최신 기술을 적용하여 생산성을 높여 나갈 방침입니다. 반면, 삼성전자는 다양한 메모리 제품을 생산할 수 있는 유연한 생산 전략을 통해 HBM 시장의 변화에 빠르게 대응할 수 있는 체계를 갖추고 있습니다. 이러한 전략은 HBM 시장의 급변하는 환경에 잘 대응할 수 있도록 돕는 중요한 요소가 될 것입니다.

  • 5-3. AI 시장의 역풍

  • AI(인공지능) 시장의 급속한 성장에 따라 HBM 수요가 증가하고 있는 가운데, 이로 인해 발생할 수 있는 역풍에 대한 우려도 커지고 있습니다. SK하이닉스는 AI 칩 수요의 증가가 HBM에 긍정적인 영향을 미칠 것이라고 예측하고 있으나, 특정 기업에 대한 의존도가 높아지면 리스크가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 엔비디아에 대한 의존도가 그 자체로 SK하이닉스에 상당한 압박감을 가할 수 있으며, 만약 엔비디아가 고객 다각화에 나서거나 가격 인하 전략을 펼칠 경우, SK하이닉스는 큰 타격을 받을 수 있습니다. 또한, AI의 발전이 정체되거나 수요에 변화가 생길 경우 HBM의 수요도 곧바로 줄어들 수 있습니다. 이는 SK하이닉스와 삼성전자가 HBM 시장 내에서 가격 및 수익성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다. 따라서 기업들은 AI 시장의 변화에 대한 중장기적인 모니터링이 필요하며, 스스로의 의존도를 낮추기 위한 전략적 접근이 요구됩니다.

결론

  • HBM 시장의 전망은 긍정적이나, 공급 과잉 우려가 커질 가능성도 상존하고 있습니다. SK하이닉스와 삼성전자는 각각 고유의 전략을 통해 이러한 도전에 대응하고 있으며, 맞춤형 제품과 기술력 강화가 앞으로의 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소로 자리 잡고 있습니다. 특히, HBM 수요는 인공지능 및 데이터센터와 관련된 고성능 컴퓨팅의 발전에 따라 증가할 것으로 예상되지만, 특정 기업에 대한 의존도가 높아질 경우 발생할 수 있는 리스크에 대한 관리도 필수적입니다.

  • 향후 HBM 시장은 지속적으로 변화하는 AI 시장의 동향과 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 기업들은 변동성 높은 시장 환경 속에서 유연한 대응 전략을 세우고, 기술 혁신을 통해 안정적인 성장 기반을 마련해야 합니다. 이러한 노력이 결실을 맺는다면, 향후 HBM 기술의 발전은 반도체 산업 전반에 긍정적인 영향을 미치고, 경쟁력 있는 생태계를 조성하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

  • 결론적으로, HBM 시장 내 각 기업의 향후 전략과 기술 개발 방향성을 지속적으로 모니터링함으로써, 반도체 산업의 변화와 발전이 어떻게 이루어질지를 지켜보아야 할 시점에 있습니다. 이 과정에서 HBM 기술의 혁신은 기업의 성장은 물론, 산업 전반에 걸쳐 미치는 영향력을 끊임없이 재조명할 필요가 있습니다.

용어집

  • HBM [기술]: 고대역폭 메모리(High Bandwidth Memory)로, 데이터 전송 속도와 효율성을 극대화하기 위해 여러 개의 D램을 수직으로 적층하여 제작한 메모리 타입입니다.
  • HBM3 [기술]: 고대역폭 메모리의 3세대 모델로, 이전 모델보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도와 성능을 제공합니다.
  • HBM4 [기술]: HBM의 차세대 모델로, 더 높은 성능과 효율성을 목표로 하며 AI 및 데이터센터 환경에 최적화된 제품입니다.
  • AI [기술]: 인공지능(Artificial Intelligence)의 약어로, 인간의 지능을 모방하여 학습, 추론, 자가 개선 등의 기능을 수행하는 기술입니다.
  • 공급 과잉 [시장 동향]: 수요를 초과하여 공급이 넘쳐나는 상황으로, 이로 인해 가격 하락과 기업의 수익성 저하가 발생할 우려가 있습니다.
  • 맞춤형 HBM [제품 전략]: 특정 애플리케이션에 최적화된 HBM 솔루션으로, 고객의 요구에 부응하기 위해 개발된 제품입니다.
  • 실리콘관통전극(TSV) [기술]: Chip이 서로 연결될 수 있도록 수직으로 뚫은 구멍으로, HBM의 데이터 전송 속도를 높이는 데 사용되는 기술입니다.
  • 고성능 컴퓨팅(HPC) [응용 분야]: 데이터 분석, 시뮬레이션 및 복잡한 연산 처리를 위해 설계된 고속 컴퓨팅 환경을 의미합니다.
  • 성능 최적화 [기술 전략]: 제품의 성능을 최대화하기 위해 저장 장치와 프로세서 간의 최적화를 추구하는 접근 방식입니다.
  • 적정 재고 유지 [경영 전략]: 고객사의 수요를 충족시키기 위해 필요 이상의 재고를 보유하지 않으면서 안정적인 공급망을 유지하려는 전략입니다.

출처 문서