한국 반도체, 챗GPT 수혜…고성능 메모리 HBM3 수요 급증

HBM3와 같은 비디오 메모리 수요는 일반적으로 많지 않다. 공급과 수요가 적정 수준이라서 가격 변동도 크지 않다. 제조 비용은 높고 생산 능력 역시 제한적이다. 그런데 이 시장에 변화가 일어나기 시작했다.

HBM(High Bandwidth Memory)은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품이다.
엔비디아에서 수요가 늘어나면서 HBM3 비디오 메모리의 심각한 부족으로 이어져 HBM3 비디오 메모리 공급업체인 삼성전자와 SK하이닉스가 견적을 늘리기 시작한 것이다. 이제 평균 견적 수준을 훨씬 초과하기 시작했다.

업계 보고서에 따르면 챗GPT의 인기로 인해 딥 러닝 교육 도구로 사용되는엔비디아 컴퓨팅 카드의 공급이 부족하다고 한다.
예를 들어, A100 컴퓨팅 카드에는 80GB의 HBM2e 비디오 메모리가 장착되어 있으며 차세대 Ada 컴퓨팅 카드에는 HBM3 비디오 메모리가 장착 되어 있다.

이 반도체 칩이 부족하자 엔비디아는 삼성전자와 SK하이닉스에 주문을 늘리고 HBM3 비디오 메모리의 생산을 늘려줄 것을 요청하고 있다.

이에 따라 원가도 오르고 있다. 현재 HBM3 비디오 메모리 가격은 최고가 보다 5배 정도 더 높은 것으로 알려졌다. 이번에 엔비디아가 발주한 물량이 실로 엄청난 규모라고 알려지고 있다.

현재 SK하이닉스는 HBM3 비디오 메모리 시장의 60~70%를 점유하고 있는 전 세계 주요 제조업체이다. SK하이닉스는 현존 세계 최고 성능 D램인 HBM3의 양산을 지난 해부터 시작했다.

HBM은 여러 개 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 끌어올린 고부가 고성능 제품이다. HBM3는 HBM 4세대 제품으로 영화 163편을 1초에 전송할 수 있다. SK하이닉스는 지난해 10월 말 세계 최초로 개발한 HBM3를 시장에 공급해 이 시장의 주도권을 잡았다. 초고속 AI 반도체 시장에서 가장 인기 있는 칩이 되고 있다.

삼성전자도 2세대 HBM인 HBM2에서 한 걸음 진화한 ‘HBM-PIM’을 개발해 시장에 공급 중이다. 기존엔 메모리와 프로세서 간 데이터 전송 과정에서 처리 시간이 지연되고, 전력 손실이 일어났다. HBM-PIM은 메모리에 연산 기능을 하는 AI 프로세서를 탑재해 이 문제점을 보완했다. 성능은 두 배가 향상되고 시스템 에너지 손실률은 70% 개선했다.

사실 메모리반도체업계의 HBM 사업 진출은 약 10년 전 시작됐다. SK하이닉스는 2013년 세계 최초로 1세대 HBM을 개발하며 사업을 선도했다. 이후 2016년 삼성전자가 업계 처음으로 HBM2 양산에 성공했고, 2020년 7월에 SK하이닉스가 업계 최초로 3세대 HBM(HBM2E) 양산에 돌입했다.

시장조사업체 ‘마켓앤마켓’은 HBM 시장 규모가 2017년 5억7000만 달러에서 오는 2023년 38억4000만 달러로 7배 가량 증가할 것이라고 보았다. 이제 챗GPT 유행으로 이 시장 규모가 40억 달러를 훨씬 넘어설 전망이다.

챗GPT에 대한 지속적인 관심을 감안하면 업체들의 컴퓨팅 카드 수요도 급증할 것이다. 엔비디아 컴퓨팅 카드도 2만5000장 이상 추가된 것으로 알려졌다. 검색 엔진에 추가되면 컴퓨팅 카드 및 해당 서버에 대한 수요가 현재 생산 능력을 훨씬 초과해 가격도 추가 상승할 여지가 충분하다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com