"모든 D램 제품이 공급 부족…최소 2년간 메모리 호황 계속될 것"

삼성전자, D램 등 최대 30% 가격 인상

HBM이 슈퍼사이클 견인
범용 D램도 쇼티지 심화

경기 평택에 터를 잡은 삼성전자 반도체 4공장(P4)과 이천에 있는 SK하이닉스 M16 등 국내 주요 D램 생산단지는 요즘 최신 반도체 장비를 들여놓느라 종일 분주하다. 최근 1~2년간 D램 업황을 떠받친 고대역폭메모리(HBM)에 이어 범용 제품 수요도 폭발적으로 늘자 본격적인 증설작업에 나섰기 때문이다. 그래픽더블데이터레이트(GDDR), 저전력(LP) DDR 등 가성비를 갖춘 인공지능(AI) 반도체가 HBM이 불을 지핀 ‘메모리 슈퍼사이클’에 기름을 끼얹은 셈이다. 반도체업계에선 “모든 D램 제품이 공급 부족에 빠진 만큼 2~3년간 호황이 지속될 것”이란 전망을 내놓고 있다.

◇ 생산능력 HBM에 배정

반도체업계에선 D램 호황을 이끈 주역으로 AI 시대 ‘슈퍼스타’로 떠오른 HBM을 꼽는다. B300, MI350 등 고성능 범용 AI 가속기(AI 학습·추론에 특화한 반도체 패키지)를 만드는 엔비디아와 AMD뿐 아니라 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존, 메타 등 맞춤형 AI 가속기를 개발한 빅테크들도 최신형 HBM을 채택하고 있어서다.

AI 가속기에 장착되는 HBM 용량은 기하급수적으로 늘어나고 있다. 지난해 AI 가속기의 주력이던 엔비디아 H100에는 HBM이 80~144기가바이트(GB) 정도 장착됐는데 현재 시장을 주도하는 엔비디아의 B300과 AMD의 MI350에는 288GB가 들어간다. “향후 AI 가속기에는 HBM이 테라바이트(TB·1TB=1000GB) 단위로 들어갈 것”이란 전망이 나올 정도다. 엔비디아와 AMD가 고성능 AI 가속기 개발 경쟁을 벌이면서 HBM 장착량을 늘리고 있어서다.

시장은 꾸준히 커지고 있다. 글로벌 투자은행(IB) 모건스탠리는 2023년 30억달러(약 4조1700억원) 수준이던 글로벌 HBM 시장이 2027년 530억달러(약 73조7000억원)가 될 것으로 전망했다.

◇ 범용 D램 증설 활발

최근 1~2년간 SK하이닉스 삼성전자 등 D램 기업은 HBM 생산 능력을 키우는 데 주력했다. HBM은 D램 8~12개를 쌓아 만드는 고용량 D램이다. 값은 일반 D램 대비 다섯 배 이상 비싸지만 그만큼 반도체 원판인 웨이퍼를 많이 투입해야 한다. 한정된 생산 능력을 고부가가치 HBM에 집중하다 보니 LPDDR5, GDDR7 같은 최신 범용 D램 공급이 부족해졌다.

AI 투자 트렌드가 고용량 데이터 학습 중심에서 학습된 결과를 서비스로 연결하는 ‘추론’으로 확산하면서 범용 D램 수요가 늘었다. 추론의 시대엔 학습이 끝난 모델을 빠르게 활용하는 게 중요한데, 여기에는 HBM보다 전력을 덜 쓰면서 빠르게 데이터를 처리할 수 있는 범용 D램이 유리한 측면이 있다. 엔비디아, AMD 등이 GDDR7이나 최신 저전력 D램(LPDDR5X) 모듈인 소캠(SOCAMM)을 활용한 AI 가속기 개발에 팔을 걷어붙인 이유다. SK하이닉스와 삼성전자도 이런 트렌드를 읽고 GDDR7, LPDDR5X 증설에 적극 나서고 있다. 최근 메모리업체들이 진행한 투자의 상당 부분은 범용 D램인 것으로 알려졌다.

◇ 온디바이스 AI 출격

AI 붐이 부른 D램 슈퍼 호황은 상당 기간 지속될 것으로 전망된다. 모건스탠리는 호황 사이클의 정점으로 2027년을 꼽았다. 시장조사업체 테크인사이츠는 범용 D램 평균 가격 상승률(전 분기 대비)이 올 3분기 3.7%를 기록한 뒤 4분기에는 4.6%로 확대될 것으로 내다봤다. 테크인사이츠는 AI발 수요 폭증으로 2024년 980억달러이던 글로벌 D램 시장이 2030년 2200억달러 규모가 될 것으로 예상했다. 스마트폰, PC, 자율주행차 등에 AI가 적용되는 ‘온디바이스 AI’ 시대가 오는 것도 D램 시장을 키우는 요인으로 꼽힌다.

변수도 있다. 중국 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 조만간 첨단 D램 시장에 진입할 가능성이 있는 데다 어느 순간 HBM이 공급 과잉 상태에 빠질 수 있어서다. 미국의 고율 반도체 관세 부과 또한 수요를 위축시킬 요인으로 꼽힌다.

황정수 기자 hjs@hankyung.com