SK하이닉스 이천 M16팹 [ⓒSK하이닉스]

[디지털데일리 배태용 기자] AI의 급성장으로 인해 HBM(고대역폭메모리)에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서, 일반 D램 생산에 영향을 미치고 있다. HBM은 D램을 여러 층으로 쌓아 만들다 보니 D램 공급이 축소되고 있다. HBM 수요와 수익성이 더 높은 만큼, 메모리 업계는 당장은 HBM 수요에 우선 대응하면서도 일반 D램 품귀도 염두, 신규 생산라인 구축에 나서고 있다.

2일 반도체 업계에 따르면, 올해 메모리 업계는 HBM 투자에 집중하고 있다. AI 관련 자체 대규모 언어모델(LLM)을 구축하려는 기업들이 늘어나고 있어서다. LLM 시스템 구축엔 엔비디아의 H100과 같은 GPU(그래픽처리장치) 제품 필요하다. 이 GPU에 HBM이 필수적으로 탑재된다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면, 올해 HBM 수요는 200% 가까이 증가, 내년에는 올해의 2배 이상 늘어날 전망이다. 이에 따라 전체 D램 비트(bit) 용량에서 HBM이 차지하는 비중은 지난해 2%에서 올해 5%로 상승, 내년엔 10%를 넘어설 것으로 예측된다.

매출 기준 점유율은 더 빠르게 늘고 있다. HBM 판매 가격이 DDR5 D램보다 훨씬 비싸기 때문이다. 전체 D램 매출에서 HBM이 차지하는 비중은 지난해 8%에서 올해 21%로 늘어나고, 내년에는 30%를 넘어설 것으로 보인다.

수요는 급증하고 있으나 공급은 따라가지 못해 HBM 가격 상승도 이어지고 있다. 지난 2분기에 내년에 공급할 HBM 가격 협상을 진행했는데, HBM 3~5세대인 HBM2E, HBM3, HBM3E 가격을 5~10% 인상한 것으로 알려졌다.

주목되는 점은 메모리 공급 업체들이 수익성이 좋은 HBM 생산에 집중하면서 일반 디램 공급은 자연스럽게 조절되고 있다는 것이다. HBM은 D램을 여러 층으로 쌓아 만든다. HBM을 더 많이 생산할수록, PC와 서버 등에 들어가는 일반 D램 공급은 줄어들 수밖에 없다.

이 같은 흐름이 당분간 지속될 것으로 예상되는 가운데 공급 업체들은 일반 D램 가격 품귀도 염두에 두고 있다. SK하이닉스는 지난 2분기 컨퍼런스콜에서 "온디바이스AI 시장 개화 등으로 내년에는 HBM 수요 강세가 이어지고 있다. 일반 D램 공급은 타이트해 보인다"라며 "일반 D램, HBM 배분 어떤 전략으로 나갈 건지 다각도로 검토하고 있다"라고 밝힌 바 있다.

일반 D램의 수요 확대가 가속화된다면, 분기 단위로 가격이 결정되는 일반 D램 가격이 연간으로 결정되는 HBM 수익성을 뛰어넘을 수도 있기 때문이다.

실제 SK하이닉스는 이천 사업장 내 M16을 중심으로 일반 D램 생산 설비 구축을, 청주 M15X을 중심으로 HBM에 활용되는 TSV(실리콘 관통전극) 설비를 반입하는 등 생산 케파를 확대에 나서고 있는 것으로 알려졌다.

삼성전자는 평택 사업장 신규 팹인 4공장(P4)을 통해 D램 수요에 대응하는 모습이다. 당초 삼성전자는 P4를 메모리, 파운드리 라인을 혼합해 구축하려고 했으나, 모두 D램 라인으로 구축하기로 했다. P4 파운드리 공간에 갖춰질 D램 장비는 내년 상반기부터 반입할 예정이다.

업계 한 관계자는 "HBM의 수익성이 워낙 좋고 수요도 넘치는 만큼, 당장은 메모리 업계로서는 당장은 HBM 수요에 대응할 수밖에 없다. 다만, 엔비디아 등 주요 수요처들의 GPU 물량 대비 HBM 공급이 과잉될 수 있다는 전망 등도 최근 나오는 만큼, 시장 상황은 달라질 수도 있다"라며 "이 같은 상황들을 고려해 D램 전용 라인을 추가로 구축하고 있는 것으로 보인다"라고 설명했다.