내년 HBM 매출 전체 D램 중 30%… 삼성-SK, 주도권 경쟁 후끈

트렌드포스 보고서… "올해 HBM 수요 성장률 200% 육박"
삼성전자-SK하이닉스, 캐파 키우고 가격 낮추기 경쟁
두 회사 패키징 방식 장외 설전도 치열

▲삼성전자 12단 HBM3E(왼쪽)와 SK하이닉스 HBM3E(오른쪽) (자료제공=각 사)

인공지능(AI) 시대의 히트 상품인 고대역폭메모리(HBM) 시장이 급성장하고 있다. 내년에는 전체 D램 매출의 30% 이상을 차지할 전망이다. HBM 주도권을 놓치지 않으려는 SK하이닉스와 차세대 HBM 시장을 잡으려는 삼성전자의 경쟁도 더욱 치열해질 전망이다.

7일 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 HBM 비중이 매출 측면에서는 2023년 전체 D램의 8%에서 올해 21%로 늘어나고, 2025년에는 30%를 넘어설 것으로 예상했다. HBM 판매 단가는 2025년 5∼10% 상승할 것으로 관측했다.

트렌드포스는 "HBM의 판매 단가는 기존 D램의 몇 배, DDR5의 약 5배에 달한다"며 "이러한 가격 책정은 단일 디바이스 HBM 용량을 증가시키는 AI 칩 기술과 결합해 D램 시장에서 용량과 시장 가치 모두 HBM의 점유율을 크게 높일 것"이라고 말했다.

올해 HBM 수요 성장률은 200%에 육박하며 내년에는 2배로 증가할 전망이다.

트렌드포스는 "2025년 HBM 가격 협상이 이미 올해 2분기에 시작됐다"며 "D램의 전체 생산 능력이 제한돼 있어 공급 업체들은 미리 가격을 5∼10% 인상했으며 이는 HBM2E, HBM3, HBM3E에 영향을 미쳤다"고 설명했다.

모든 주요 공급 업체가 HBM3E 고객 인증을 통과한 것이 아닌 만큼 구매자는 안정적이고 우수한 품질의 공급을 확보하기 위해 더 높은 가격을 수용하게 됐다고 트렌드포스는 분석했다.

트렌드포스는 "향후 Gb(기가비트)당 가격은 D램 공급 업체의 신뢰성과 공급 능력에 따라 달라질 수 있으며, 이는 평균판매단가(ASP)에 불균형을 초래해 결과적으로 수익성에 영향을 미칠 수 있다"고 밝혔다.

이에 삼성전자와 SK하이닉스의 주도권 경쟁도 치열하다. 삼성전자는 HBM3E 12단 제품을 2분기 내에 양산할 예정이라고 밝혔다. SK하이닉스도 내년부터 공급하려던 HBM3E 12단 제품을 3분기에 앞당겨 양산 가능하도록 준비 중이다.

HBM3E 제품은 엔비디아가 하반기에 선보일 B100과 GB200 등과 AMD의 MI350, MI375 등 차세대 AI 칩에 탑재될 예정이다.

일각에선 HBM의 최대 고객인 엔비디아가 삼성전자와 SK하이닉스 간 경쟁을 부추기고 있다는 분석도 내놓고 있다.

업계 관계자는 "젠슨황 엔비디아 CEO가 삼성전자, SK하이닉스와 만난 사실이 외부로 알려지고 있다"며 "엔비디아가 자사로 공급되는 HBM의 가격을 낮추기 위해 두 기업의 경쟁을 의도적으로 유발하고 있는 것으로 해석할 수 있다"고 말했다.

삼성전자와 SK하이닉스의 장외 기술력 설전도 치열하다.

삼성전자와 SK하이닉스는 패키징 공법에서 차이가 있다. 삼성전자의 'TC NCF(열압착 비전도성 접착필름)'는 D램 사이에 비전도성필름을 넣은 뒤 열로 압착하는 방식이다. SK하이닉스의 'MR-MUF(매스리플로-몰디드언더필)' 기술은 D램을 쌓아 붙인 뒤 열을 가해 1차 납땜을 한 후 D램 사이에 끈적한 액체를 흘려넣어 굳힌다.

삼성전자는 최근 뉴스룸을 통해 HBM3E 12단 제작에서 두 패키징 방식을 비교하며 자사 방식의 우수함을 강조했다.

윤재윤 삼성전자 D램개발실 상무는 "HBM은 제품 세대별로 일정 이상의 두께를 넘어설 수 없어 많이 쌓을수록 코어다이의 두께는 얇아지게 된다"며 "그러다 보면 칩의 휘어짐이나 깨짐 현상으로 조립 난도가 높아지고 열저항이 커지는 문제가 발생한다”고 지적했다.

그는 이어 "삼성전자는 어드밴스드 TC-NCF 기술을 통해 소재의 두께를 낮추고 칩 간격을 줄였고 동시에 신호 특성이 필요한 곳은 작은 범프를, 열 방출이 필요한 곳은 큰 범프를 목적에 맞게 적용했다”며 “이 덕분에 열특성을 강화하면서 수율도 극대화했다”고 강조했다.

SK하이닉스도 맞불을 놨다.

최우진 SK하이닉스 P&T 담당 부사장은 2일 경기 이천 본사에서 열린 기자간담회에서 "MR-MUF 기술이 고단 적층에서 한계를 보일 수 있다는 의견이 있지만, 실제로는 그렇지 않다”며 “SK하이닉스는 어드밴스드 MR-MUF 기술로 이미 HBM3 12단 제품을 양산 중이고, 칩의 휨 현상 제어에도 탁월한 고온·저압 방식으로 고단 적층에 가장 적합한 솔루션"이라고 밝혔다.