[인사이드 반도체] 역대급 AI 슈퍼사이클 도래… 승부처는 'HBM4' 공급망 | 밸류체인타임스

김유진 기자
2026-06-18
조회수 148

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(출처: Wikimedia Commons)


[밸류체인타임스 = 김유진 기자] 출신의 기술적 도약과 글로벌 빅테크 기업들의 인프라 투자 확대로 인해 전 세계 반도체 시장이 유례없는 초호황기를 맞이하고 있다. 인공지능 연산의 핵심 요소로 자리 잡은 고대역폭메모리, 즉 HBM 시장을 선점하기 위한 국내외 주요 반도체 기업들의 생존 경쟁이 날로 치열해지는 양상이다. 특히 엔비디아를 비롯한 글로벌 빅테크 기업으로의 안정적인 공급망 구축 여부가 향후 기업의 실적과 주가의 향방을 가르는 결정적인 분수령이 될 것으로 전망된다.




글로벌 AI 인프라 투자 광풍과 반도체 시장의 역대급 슈퍼사이클 도래


전 세계는 지금 인공지능이 주도하는 거대한 산업 혁명의 한복판을 지나고 있다. 구글, 마이크로소프트, 메타, 아마존웹서비스 등 이른바 글로벌 빅테크 기업들은 생성형 AI 서비스의 고도화와 데이터센터 확충을 위해 천문학적인 규모의 자금을 쏟아붓고 있다. 이러한 대규모 인프라 투자는 고성능 그래픽처리장치와 가속기 수요를 폭발적으로 가중시켰으며, 이는 곧바로 배후에 있는 메모리 반도체 시장의 기록적인 호황으로 이어지고 있다. 


시장 조사 기관들과 업계 전문가들은 과거 PC나 스마트폰 보급 시기에 나타났던 반도체 슈퍼사이클을 뛰어넘는, 역사상 가장 강력하고 장기적인 호황 국면이 시작되었다고 분석한다. 실제로 국내 주요 반도체 기업들의 월간 수출 실적은 연일 최고치를 경신하고 있으며, 전체 국가 수출 실적을 견인하는 독보적인 효자 품목으로서의 위상을 공고히 하고 있다. 시스템 반도체의 연산 속도를 뒷받침하기 위해 필수적인 초고속 메모리의 수요는 공급이 따라가지 못할 정도로 가파르게 상승하고 있다.




인공지능 시대의 핵심 심장, 고대역폭메모리 HBM의 기술적 가치와 중요성


AI 연산, 특히 대규모 언어 모델을 학습시키고 추론하는 과정에서는 막대한 양의 데이터를 동시에 처리해야 하는 기술적 요구가 발생한다. 기존의 DDR 일반 메모리 전송 방식으로는 처리 속도의 한계와 병목 현상이 발생하여 고성능 GPU의 연산 능력을 온전히 활용하기 어려웠다. 이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 것이 바로 고대역폭메모리이다. HBM은 D램을 아파트처럼 수직으로 높게 쌓아 올린 뒤, 실리콘관통전극 기술을 통해 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 데이터 이동 통로를 획기적으로 늘린 최첨단 제품이다. 


일반 D램과 비교했을 때 데이터 전송 대역폭이 수십 배에 달해 대용량 데이터를 지연 없이 초고속으로 처리할 수 있는 유일무이한 대안으로 꼽힌다. 이 때문에 고성능 AI 가속기를 제작할 때 HBM의 탑재는 선택이 아닌 필수가 되었으며, 성능이 곧 기업의 경쟁력이 되는 인공지능 시장에서 가장 가치 있는 자산으로 대접받고 있다.




차세대 기술 표준 HBM4를 둘러싼 삼성전자와 SK하이닉스의 사활을 건 패권 경쟁


현재 메모리 반도체 시장의 시선은 6세대 제품인 HBM4의 주도권을 누가 쥐느냐에 쏠려 있다. 기술적 임계점에 다다르고 있는 HBM4부터는 이전 세대와 다른 근본적인 구조적 변화가 일어난다. 베이스 다이라고 불리는 최하단 공정에 시스템 반도체 미세 공정을 도입하여 파운드리 기업과의 협력이 필수적인 구조로 전환되기 때문이다. 그동안 HBM 시장에서 선두를 달렸던 SK하이닉스는 세계 1위 파운드리 기업인 TSMC와의 동맹을 더욱 공고히 하며 차세대 시장에서도 왕좌를 지키겠다는 전략을 펼치고 있다. 


이에 맞서는 삼성전자는 메모리 제조부터 파운드리 첨단 패키징까지 모든 공정을 한곳에서 일괄 처리할 수 있는 이른바 턴키 솔루션 경쟁력을 전면에 내세우고 있다. 양사는 연구개발 인력을 총동원하고 설비 투자를 전례 없는 수준으로 확대하며 내년부터 본격화될 HBM4 양산 경쟁에서 기술적 우위를 증명하기 위해 사활을 걸고 각축전을 벌이고 있다.




글로벌 빅테크 공급망 진입 여부, 기업의 미래 실적과 주가의 명암 가른다


HBM 시장에서 독점적인 지위를 확보하는 것보다 더 중요한 실전 과제는 엔비디아와 같은 글로벌 핵심 수요처의 최종 퀄리티 테스트를 통과하고 안정적인 공급망에 안착하는 일이다. 현재 전 세계 AI 가속기 시장의 90퍼센트 이상을 점유하고 있는 엔비디아의 선택을 받느냐 받지 못하느냐에 따라 해당 기업의 분기 실적 그래프가 완전히 뒤바뀌는 현상이 현실화되고 있다. 공급 계약 체결 소식 하나에 수조 원의 기업 가치가 오르내리고 외인과 기관의 자금이 요동치는 등 주식 시장 역시 HBM 공급망 이슈에 고도로 민감하게 반응하고 있다. 


특정 기업의 독점 구도가 깨지고 다변화된 공급 체계가 형성될 것인지, 혹은 기존 선두 주자의 지배력이 더욱 공고해질 것인지에 대한 시장의 관측이 매일 쏟아져 나오고 있다. 결국 철저한 수율 관리와 완벽한 품질 검증을 통과하여 글로벌 빅테크 기업의 핵심 파트너로 자리매김하는 기업만이 이번 AI 투자 열풍의 최종 승자가 되어 막대한 부를 거머쥐게 될 전망이다.



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