[대한경제=한형용ㆍ이계풍 기자]삼성전자, SK하이닉스 등 글로벌 반도체 기업들이 고대역폭메모리(HBM) 시장 패권을 위한 투자 레이스를 본격화하고 있다.

SK하이닉스는 올해 1분기에 2조8860억원의 영업이익을 냈다. 3조423억원의 적자를 기록했던 1년 전과 비교하면 환골탈태 수준이다. 비결은 인공지능(AI) 시대에 수요가 급증한 HBM이다. HBM 덕분에 곳간이 채워지자, 연초 계획보다 투자를 더 늘리고 있다.

SK하이닉스는 지난 24일 이사회에서 20조원(공장 건설 5조3000억원, 장비 구입 14조7000억원)을 투입해 청주 M15X 공장을 D램 생산기지로 전환하는 안건을 통과시켰다. 애초 낸드플래시 공장으로 조성하려던 계획을 HBM 생산기지로 틀었다. 양산 목표 시점은 내년 11월이다.

미국 애리조나주 웨스트라피엣에는 후공정 공장도 조성한다. 38억7000만달러(약 5조2000억원)를 투자해 2028년부터 운영을 시작할 계획이다. SK하이닉스 관계자는 “급증하는 AI 반도체 수요에 대응하기 위한 것”이라고 말했다. SK하이닉스는 4세대 HBM인 ‘HBM3’, 5세대 ‘HBM3E’ 등 첨단 HBM 시장을 이끌고 있다.

경쟁사인 삼성전자와 마이크론 역시 올해 HBM 생산능력 확대를 위해 설비투자에 집중하고 있다.

삼성전자는 올 1분기 매출 71조원, 영업이익 6조6000억원을 기록할 것으로 잠정 집계됐다. 2023년 연간 영업이익(6조5670억원)을 1개 분기 만에 뛰어넘었다.

삼성전자도 올해 첨단 후공정 라인이 결집한 천안 사업장을 중심으로 HBM 생산능력을 지난해보다 2.9배 늘리겠다는 계획이다. 올 초만 해도 HBM 라인을 전년 대비 2.5배 확충하겠다는 방침이었지만 투자를 더 늘리는 쪽으로 가닥을 잡았다.

SK하이닉스와 삼성전자 모두 HBM 생산능력을 강화하기 위한 투자에 힘을 싣고 있다는 게 업계의 설명이다.

시장조사 업체 트렌드포스에 따르면 올해 말 삼성전자는 월 13만장 수준의 HBM 생산라인을 확보할 것으로 예상됐다. SK하이닉스(월 12만∼12만5000장)보다 최대 1만장 많다.

김록호 하나증권 연구원은 “D램 업체들의 보수적인 공급 정책이 유지되는 가운데 AI 수요에 기인한 HBM의 펀더멘털 효과(가격 상승)와 캐파 잠식 효과, 역대 최대 영업이익에 합당한 역대 최고 시가총액 달성이 기대된다”고 말했다.

미국 정부로부터 8조원 규모의 보조금 지원이 예상되는 마이크론테크놀로지도 뉴욕주에 최대 4개 공장과 아이다호에 1개 공장을 건설 중이며 각각 1000억달러와 150억달러를 투자하기로 했다. 마이크론은 메모리 업계 3위 업체로 삼성전자, SK하이닉스와 AI 반도체의 필수 부품인 HBM 시장에서 경쟁 중이다. 마이크론은 미국에서 생산하는 D램 물량을 단계적으로 40%까지 높인다는 목표다.

차세대 HBM 기술개발 경쟁도 치열하다. SK하이닉스는 TSMC와 손잡고 차세대 HBM4(6세대) 생산과 최첨단 패키징 기술 고도화에 나섰다. SK하이닉스가 직접 제작한 HBM의 핵심 부품을 TSMC 선단 공정을 통해 생산해 성능을 극대화하는 방안이다. 엔비디아는 현재 그래픽처리장치(GPU)용 HBM을 SK하이닉스에서 공급받아 TSMC에 패키징을 맡기는 방식으로 조달했다.

삼성전자는 GPU에 들어가는 HBM 설계와 생산 그리고 패키징을 아우르는 턴키 서비스를 통해 경쟁력을 키우고 있다. 업계 최초로 D램 칩을 12단까지 쌓은 5세대 HBM인 HBM3E도 올 상반기에 양산할 계획이다.

한형용ㆍ이계풍 기자 je8day@

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