반도체⋅부품 관련 정책 동향과 현장의 목소리를 전달하기 위해 한 주 동안 열심히 달린 <소부장반차장>이 지난 이슈의의미를 되새기고, 차주의 새로운 동향을 연결해 보고자 주간 보고서를 올립니다. <반차장보고서>를 통해 한 주를 정리해보시길 바랍니다. <편집자주>

"AI 메모리 수요 시작에 불과"…레거시 줄이는 메모리 업계

AI 시장의 폭발적 성장이 본격화되면서, 메모리 업계에도 변화의 바람이 불고 있다. 한때 AI 거품론이 제기되며 시장 회의론이 대두되기도 했지만, 최근 AI 응용 서비스의 수익화와 함께 사업화 모델이 점차 구체화되고 있다. 메모리 업계는 이에 발맞춰 AI 메모리 수요를 확대하고 레거시 제품 비중을 점진적으로 줄이는 전략에 나서고 있다.

관련업계에 따르면, AI 열풍이 시작된 초기에는 비즈니스 모델의 실효성에 대한 의문이 제기됐다. 특히, AI가 장기적인 수익원으로 자리 잡을 수 있을지에 대한 불확실성이 컸다. 그러나 최근 AI 응용 서비스의 유료화 전환과 함께 시장 상황은 빠르게 달라지고 있다.

대표적으로 최근 오픈AI는 챗GPT를 유료화하며 수익 모델을 확보했다. 생성형 AI를 활용한 이미지 변환 및 동영상 편집 소프트웨어들도 유료 구독 모델을 통해 매출 기반을 다지고 있다. 시장조사업체 가트너는 2025년까지 글로벌 AI 소프트웨어 시장이 연평균 25% 이상 성장하며 2000억달러를 넘어설 것으로 전망했다.

이와 맞물려 AI 서버 구축 수요도 급증하고 있다. 특히, 대규모 언어모델(LLM)을 구동하거나, 실시간 데이터를 처리하는 데 필수적인 GPU 및 AI 반도체의 중요성이 날로 커지고 있다. 이러한 흐름은 AI 서비스가 단순한 기술 시연을 넘어 실질적 비즈니스로 자리 잡고 있다는 것을 방증한다.

앞으로 AI향 메모리 수요도 늘어날 것으로 전망되는 가운데, SK하이닉스는 지난 4분기 실적발표에서 "레거시 제품군을 점진적으로 줄여나갈 것"이라고 공식 발표했다. 이는 AI 메모리 중심으로 사업 포트폴리오를 재편하려는 전략으로 풀이된다. SK하이닉스는 HBM3 및 HBM3E와 같은 고부가가치 메모리 제품을 중심으로 매출 구조를 강화하고 있다.

삼성전자는 HBM3 생산을 본격화하며 AI 메모리 시장에서 경쟁력을 확보하고 있다. 그러나 AI 메모리 매출 비중이 아직 전체 매출의 소수에 불과한 만큼, 레거시 제품을 즉각적으로 축소하기는 어렵다는 입장이다. 다만, 삼성전자도 HBM4와 같은 차세대 제품 개발을 통해 시장 수요에 선제적으로 대응할 계획이다. 마이크론 역시 HBM2E 생산 확대와 AI 최적화 D램 개발을 추진하고 있다.

전력·AI의 핵심된 실리콘 포토닉스…반도체 업계 관심 집중

글로벌 반도체 업계가 차세대 광자 데이터 통신 기술인 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics)에 주목하고 있다. 인공지능(AI) 발전에 따라 급증한 데이터 처리와 전력 요구량을 모두 잡을 수 있다는 기대감이 커진 덕이다.

30일 업계에 따르면 글로벌 파운드리 1위 기업인 TSMC는 실리콘 포토닉스 상용화를 위한 개발에 박차를 가하고 있다. 이와 관련 엔비디아, 브로드컴 등에 공동패키지광학(Co-Packeged Optics, CPO) 모듈 샘플을 제공할 것으로 알려졌다.

실리콘 포토닉스는 반도체 간 데이터 통신 방식을 전기에서 빛(광자, Photon)으로 변환한 기술이다. 기존 구리 배선으로 연결한 인터커넥트를 광섬유 등으로 대체, 데이터 전송 속도를 수십배 이상 높일 수 있다.

특히 이 기술은 대규모 데이터 처리·고전력을 요하는 인공지능(AI) 데이터센터에 적합하다는 평가를 받는다. 기존 칩과 칩, 칩과 장치 등을 연결하는 배선인 구리는 전기 저항·정전 용량으로 인해 더 많은 전력을 소모한다. 반면 실리콘 포토닉스는 구리 대비 높은 대역폭으로 신호 손실 없이 데이터 전송이 가능하다.

통상 구리 배선이 초당 기가비트(Gbps)의 대역폭을 지원한다면, 실리콘 포토닉스는 낮은 전력 소모로도 초당 테라비트(Tbps) 수준의 대역폭을 지원할 것으로 전망되고 있다.

TSMC가 개발 중인 CPO는 GPU를 비롯한 주문형반도체(ASIC)와 함께 PCB에 실장되는 형태다. 기존에는 ASIC에서 연산을 진행한 데이터가 PCB의 구리 배선을 통해 다른 칩으로 이동하거나 나가는 구조였다면, 이 방식은 연산한 데이터가 CPO에서 광자로 변환된 이후 CPO에 연결된 광섬유(Fiber)로 빠져나가는 구조다. 이렇게 되면 구리 대비 전기손실 없이 빠른 속도의 데이터 통신이 가능해진다.

"메모리 시장 판도 바꼈다"…HBM 타고 '삼성전자' 압도한 'SK하이닉스'

글로벌 메모리 시장의 판도가 바뀌고 있다. SK하이닉스가 창사 이래 최대 실적을 기록하며, 메모리 반도체 시장에서 삼성전자를 압도했다. HBM(고대역폭 메모리)과 DDR5 등 AI 서버용 메모리 수요 폭증을 타고 메모리 1강의 입지를 확고히 다진 반면, 삼성전자는 HBM 공급 확대에 어려움을 겪으며 격차가 벌어지는 모습이다.

SK하이닉스는 지난해 연간 매출 66조1930억원, 영업이익 23조4673억원을 기록했다. 이는 종전 최고였던 2022년 매출에 비해 21조원 이상 증가한 수치다. 영업이익 또한 메모리 시장 호황기였던 2018년(20조8437억원)을 넘어섰다. 특히 4분기 매출은 19조7670억원, 영업이익은 8조828억원으로 분기 기준 역대 최고치를 기록했다.

31일 삼성전자 반도체(DS) 사업부는 연간 매출 111.1조원, 영업이익 15.1조원을 기록했다고 발표했다. 4분기는 매출 30.1조원, 영업이익 2.9조원을 기록했다. 영업이익을 놓고 보면, SK하이닉스의 영업이익이 삼성전자 반도체 사업 전체의 3배 가까운 수준으로 올라 섰다.

SK하이닉스의 실적 배경은 HBM을 비롯한 프리미엄 메모리 제품의 판매 확대로 D램 평균판매단가(ASP)가 상승했기 때문이다 특히 HBM 매출 비중은 4분기 기준 전체 D램 매출의 40% 이상을 차지하며, AI 서버 수요 확대에 따라 지속적으로 증가했다. 김우현 SK하이닉스 CFO는 "고객 수요를 반영해 HBM4 개발을 완료하고 적기에 공급할 예정이며, 차세대 HBM4E 제품도 준비 중이다"라고 설명했다.

SK하이닉스는 올해도 이 같은 흐름을 이어나가기 위해 HBM, DDR5 등 고부가가치 제품 비중을 확대하고, DDR4와 LPDDR4 같은 레거시 제품의 비중을 줄일 방침이다. 고성능 제품으로 포트폴리오를 전환할 방침이다.

김 CFO는 "레거시 제품 매출 비중은 지난해 약 20%에서 올해 한 자릿수로 축소될 것으로 예상된다"며, "HBM과 DDR5 등 고부가가치 제품에 집중해 수익성을 강화하고 있다"고 강조했다.

차세대 제품 개발에도 만전을 기한다. 올해 HBM4 양산을 목표로 개발을 진행, 1C 나노 공정을 기반으로 한 차세대 제품을 준비 중이라고 밝혔다. 향후, HBM4E까지도 적용 범위를 확장해 차세대 AI 메모리 시장에서의 경쟁력을 더욱 강화할 계획이다.

HBM 시장에서 후발주자로 평가받았던 삼성전자는, 이번 실적 발표에서 최근 HBM3E 공급을 공식화 했다. 올해 HBM3E 12단도 일부 그래픽처리 장치(GPU) 고객사에게 공급되고 있으며, 16단 제품도 샘플을 제공했다고 밝혔다. 다만, 이는 기술 검증 차원에서만 샘플만 제공한 것으로 회사는 HBM4 제품 양산에 주력할 것이라 밝혔다.

주성엔지니어링, 작년 영업익 226% 껑충…반도체 장비 성과 '톡톡'

주성엔지니어링이 2024년 영업이익 943억원을 기록하며 전년 대비 226% 증가하는 성과를 올렸다. 수익성이 대폭 개선되면서 글로벌 반도체·태양광·디스플레이 장비 시장에서의 입지를 강화하고 있다.

주성엔지니어링은 31일 공시를 통해 2024년 별도기준 매출 4094억원, 영업이익 943억원을 기록했다고 밝혔다. 영업이익률은 23%로, 전년 대비 큰 폭으로 상승했다.

이번 실적 개선의 핵심 요인은 반도체 시장 매출 증가와 고부가 장비 판매 확대다. 회사는 고도화된 반도체 장비 기술을 바탕으로 고객 다변화를 추진해 수익성을 극대화하고 있다.

주성엔지니어링 관계자는 "국내외 반도체 매출이 증가하면서 실적이 크게 개선됐다"며 "특히 차세대 반도체 공정 장비를 앞세워 고수익 제품 포트폴리오를 확장한 것이 주효했다"고 설명했다.

주성엔지니어링은 주주가치 제고를 위한 적극적인 배당 정책도 지속한다. 이날 공시된 현금배당 규모는 약 131억원(주당 287원)이며, 지난해 취득한 자사주를 포함하면 주주 환원 총액은 631억원에 달한다.