[디지털데일리 배태용 기자] 최근 전력 소모와 비용을 줄이면서도 효율성을 확보한 보급형 AI 모델이 등장하면서 '메모리 빅뱅'이 일어날 가능성이 크다는 전망이 나오는 가운데, 이로 인해 AI 반도체 시장의 핵심인 HBM(고대역폭 메모리) 수요도 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다. 특히 SK하이닉스는 HBM4 개발에서 앞선 성과를 거두며, 앞으로도 메모리 시장 주도권을 이어갈 가능성에 무게가 쏠리고 있다.

10일 반도체 업계에 따르면, 최근 AI 시장에서는 초거대 AI에서 보급형 AI로의 전환이 가속화되고 있다. 대표적인 사례가 중국에서 등장한 '딥시크'다. 딥시크는 GPT-4o와 같은 초거대 AI 모델 대비 전력 소모가 적고 비용 효율성이 높은 구조를 갖춰 주목받고 있다.

기존의 AI 모델은 학습과 추론 과정에서 높은 연산 성능이 필요해 전력 소비가 상당했다. 엔비디아 H100과 같은 고성능 GPU를 기반으로 한 AI 시스템은 하루 평균 10MWh(메가와트시) 이상의 전력을 소비할 정도로, 높은 비용이 걸림돌로 작용했다. 하지만 보급형 AI 모델은 이러한 문제를 해결하면서도 AI의 범용성을 극대화할 가능성을 제시하고 있다.

이 때문에 업계에서는 보급형 AI 모델의 확산이 AI 시장 전체의 파이를 키우는 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 특정 기업이나 연구소가 아니라도 AI 모델을 활용할 수 있는 환경이 조성되면서, 산업 전반에서 AI 도입이 가속화될 가능성이 높아진다는 분석이다. 시장조사업체 가트너는 2025년까지 AI 반도체 시장이 연평균 30% 이상 성장해 2027년 1500억 달러(약 200조원) 규모에 이를 것으로 전망했다.

이는 AI 반도체 시장이 현재보다 두 배 이상 커질 것이라는 의미로, AI 반도체를 구성하는 주요 부품인 HBM(고대역폭 메모리)의 수요도 폭발적으로 증가할 가능성이 높다. AI 모델이 정교해지고, 보다 다양한 분야에 활용되면서 자연스럽게 AI 반도체의 성능 요구도 높아지고 있는데, AI가 실시간으로 데이터를 처리하는 속도와 효율성을 높이기 위해서는 HBM과 같은 고대역폭 메모리가 필수적이기 때문이다. 특히, 보급형 AI 모델이 확산하면서 개별적인 AI 시스템 구축이 늘어나고, 서버의 효율성을 극대화하기 위한 메모리 업그레이드가 필수적으로 요구될 전망이다.

AI 서버에서 처리해야 하는 데이터양이 기하급수적으로 증가하면서 HBM4와 같은 차세대 고성능 메모리의 필요성이 더욱 커질 것으로 예상된다. AI 반도체 시장의 주요 기업인 엔비디아, AMD, 인텔 등은 이미 HBM4 도입을 적극적으로 검토 중이며, 엔비디아의 차세대 AI GPU에도 HBM4가 채택될 가능성이 높다.

이러한 변화 속에서 SK하이닉스는 HBM4 개발에서 앞선 성과를 내며 업계 주도권을 유지할 것으로 보인다는 전망이 나온다. SK하이닉스는 최근 HBM4 개발과 관련해 70% 이상의 수율을 달성, 안정화 단계에 이르며 주요 AI 반도체 기업들과 공급 논의를 진행 중인 것으로 전해진다.

업계에 따르면, SK하이닉스는 올해 하반기 중 HBM4 양산 준비를 마치고, 2026년 초부터 본격적인 공급을 시작할 계획이다. 경쟁사인 삼성전자와 마이크론도 HBM4 개발을 진행하고 있지만, SK하이닉스가 현재 시장에서 가장 높은 기술 완성도를 확보한 것으로 평가된다.

현재 HBM4는 엔비디아의 차세대 AI GPU '루빈(Lubin)'에 탑재될 가능성이 높은 것으로 알려졌다. 루빈은 AI 데이터센터 시장을 겨냥한 차세대 GPU 아키텍처로, 2026년 본격적으로 출시될 예정이다. 루빈에 HBM4를 적용해 데이터 처리 성능을 극대화하는 전략을 추진 중이다. 이에 따라 SK하이닉스가 HBM4 공급망에서 중요한 역할을 맡을 가능성이 크다.

AI 반도체 시장에서 NVIDIA의 영향력이 절대적인 만큼, SK하이닉스가 HBM4 공급을 주도할 경우, 향후 메모리 시장에서도 지속적인 우위를 점할 가능성이 높다.

전문가들은 AI 시장이 더욱 고도화됨에 따라, SK하이닉스가 HBM4를 통해 글로벌 메모리 시장의 강자로 자리 잡을 가능성이 크다고 분석한다. 업계 관계자는 "AI 반도체의 성능을 높이는 데 있어 HBM은 필수적인 요소"라며 "SK하이닉스는 HBM3에서 시장 점유율 50% 이상을 차지하며 선도 기업으로 자리 잡았고, HBM4에서도 우위를 이어갈 가능성이 높다"고 말했다.