SK하이닉스와 삼성전자가 챗GPT4 등 생성형 인공지능(AI) 개발에 필수적인 고대역폭 메모리 수요(HBM)가 급증하면서 초기 베팅에 결실을 맺고 있다. 2분기 실적은 부진했으나 AI 메모리 칩이 하반기 실적을 견인할 것이란 기대감에 주가는 강세다.

파이낸셜타임스(FT)는 한국의 칩 메이커들이 2분기 대규모 영업 손실에도 불구하고 생성형 AI 개발에 필수적인 틈새 기술을 장악해 시장 기대감이 커지면서 주가가 강세를 보이고 있다고 짚었다. SK하이닉스는 지난 26일 2분기 실적을 공개한 후 주가가 13.27% 올랐고, 삼성전자도 27일 오후 실적 발표 후 당일 2.72% 상승 마감했다.

SK하이닉스와 삼성전자는 오픈AI의 챗GPT 같은 AI 시스템을 학습시키는데 필요한 시스템의 핵심 부품인 HBM 칩 분야에서 세계 시장의 90%를 점유하고 있다. 두 기업 모두 공급 과잉 영향으로 메모리 부문의 다른 부문은 감산하기로 했으나, HBM 칩 생산량은 2배로 늘릴 계획이다.

HBM 칩은 하이엔드 게이밍 그래픽 카드에 주로 사용돼 전세계 D램(동적 랜덤 액세스 메모리) 시장에서 차지하는 비중은 아직 낮다. 그러니 스태킹 기술을 사용해 고속 컴퓨터의 그래픽 처리 장치(GPU) 대역폭과 성능을 향상시켜줘 AI 서버에 필수적이다. AI 서버는 빠른 연산 처리를 위해 기존 서버보다 2~8배 더 많은 메모리를 사용하며 HBM 등 고성능 메모리 제품을 채택한다.

맥쿼리 애널리스트 다니엘 김은 "HBM 칩 없이는 대규모 언어 모델을 만들 수 없다"며 "물량 측면에서 HBM 칩은 올해 전체 D램 출하량의 약 3%, 내년에는 5%에 그치지만 높은 가격을 감안하면 올해 D램 전체 매출의 8~9%를 차지할 것"으로 내다봤다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 SK하이닉스는 지난해 전 세계 HBM 시장의 50%를 차지했고 삼성전자가 40%, 미국 경쟁사인 마이크론이 10%로 뒤를 이었다. SK하이닉스는 지난해 엔비디아의 H100 GPU에 쓰이는 최첨단 4세대 HBM3칩을 최초로 양산하며 점유율을 높였다.

HBM은 특수 생산라인이 필요하기 때문에 생산량을 빠르게 늘리기 어려워 향후 2년 간 공급이 타이트할 전망이다. FT에 따르면 엔비디아는 가격 상승에도 불구하고 여전히 칩을 구매하고 있고, 이로 인해 다른 구매자들이 HBM 공급 부족에 시달리고 있다.

엔비디아와 AMD은 아직 양산되지 않은 차세대 HBM3E 칩 샘플도 요청한 것으로 알려졌다. 엔비디아는 SK하이닉스에 가능한 빨리 제품을 공급해달라 요청하며 '프리미엄 가격'을 지불할 의향이 있다고 덧붙이기도 했다.

맥쿼리의 김 애널리스트는 "메모리 기술 경쟁에서 SK하이닉스가 삼성전자보다 앞선 것은 이번이 처음"이라며 "SK하이닉스는 일찍부터 HBM 칩에 베팅했고, 그 베팅은 잘 먹혔다"고 말했다.

삼성전자도 차세대 HBM3P 칩을 자체 개발해 올해 말 출시를 앞두고 있다. 미국 칩 제조업체인 마이크론은 한국 경쟁사들보다 한 세대 이상 뒤처져있는 격차를 좁히기 위해 이번 주부터 HBM3 2세대 칩 샘플링을 시작했다.

한편 트렌드포스는 HBM 칩 수요가 전 세계적으로 올해 60%, 내년에는 30% 증가할 것으로 예상했다. 2024년엔 SK하이닉스가 시장의 53%, 삼성 38%, 마이크론이 9%의 점유율을 차지할 것으로 예상했다.