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고대역폭 메모리(HBM) 시장의 중요성, 인공지능(AI), 고성능 컴퓨팅(HPC), 자율주행, 데이터센터, GPU 가속기 등에서 데이터 처리 속도와 병렬 연산 능력이 중요해지면서, 메모리는 단순한 저장 장치를 넘어 시스템의 연산 성능을 결정하는 핵심 부품이 되었다.
특히 HBM(High Bandwidth Memory)은 기존 DDR, GDDR 방식의 메모리 한계를 극복하고자 등장한 차세대 기술로, 고대역폭·저전력·고집적이라는 세 가지 핵심 요소를 모두 충족시킨다.
이 시장에서 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론은 HBM 메모리 기술의 삼두마차로 꼽히며, 글로벌 공급을 주도하고 있다.
이 글에서는 이들 세 업체의 HBM 기술력, 생산력, 제품 구성, 전략적 차이점을 비교해 보며 누가 가장 경쟁력 있는 HBM 공급자인지를 분석해 본다.
1. HBM 시장 점유율 개요
2023년 기준 HBM 시장 점유율은 다음과 같다:
- SK하이닉스: 약 50%
- 삼성전자: 약 40%
- 마이크론: 약 10% 미만
이처럼 시장은 상위 두 기업이 과점 형태로 주도하고 있으며, HBM2E부터 HBM3, HBM3E에 이르기까지 기술 진화 속도와 제품군 확대 전략이 점유율에 큰 영향을 주고 있다.
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2. SK하이닉스 – 기술 선도와 시장 지배력
1. 세계 최초 HBM3 양산
SK하이닉스는 2022년 세계 최초로 HBM3를 양산한 기업으로, NVIDIA의 H100 GPU에 공급하면서 기술력을 세계에 입증했다.
이후 2023년에는 HBM3 E 개발을 발표하며 AI, HPC, 데이터센터 분야에서의 시장 수요에 선제적으로 대응하고 있다.
2. TSV 공정 및 수율 확보
HBM은 TSV(Through-Silicon Via) 기반의 정밀 공정 기술이 핵심이며, 이 기술의 수율과 안정성 확보는 메모리 단가와 신뢰성에 직결된다.
SK하이닉스는 다년간의 TSV 공정 노하우를 통해 높은 생산 수율과 패키징 안정성을 확보하고 있으며, 이는 AI 가속기 시장에서의 점유율 증가로 이어졌다.
3. 고객사 및 생태계
- 주요 고객사: NVIDIA, AMD, 인텔, 구글
- 협력 생태계: TSMC(CoWoS 패키징), HBM-PIM 공동개발
SK하이닉스는 NVIDIA와의 긴밀한 파트너십을 통해, 고성능 GPU 시장에서 사실상의 독점 공급자 지위를 점하고 있으며, 이 점이 다른 공급사와의 큰 차별점이다.
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3. 삼성전자 – 기술 확장성과 통합 플랫폼 전략
1. 제품 범위 및 기술 개발
삼성전자는 HBM2, HBM2 E, HBM-PIM을 상용화했으며, 현재 HBM3 및 HBM3 E 양산 준비 중이다.
특히 HBM-PIM(Processing-In-Memory)을 세계 최초로 발표하면서, 메모리와 연산을 통합한 AI 최적화 메모리 설루션에 주력하고 있다.
2. 패키징 기술(I-Cube, X-Cube)
삼성은 I-Cube, X-Cube 등 자체 패키징 기술을 보유하여, DRAM과 SoC, GPU 등을 하나의 패키지로 통합 가능하다.
이는 TSMC의 CoWoS 기술과 경쟁 가능한 수준으로, HBM + 고성능 SoC의 수직 계열화된 패키징 역량이 강점이다.
3. 고객사 및 시장 전략
- 주요 고객사: AMD, 텐센트, AWS, 구글 일부 부문
- 전략 포지션: 다양한 제품군 공급 → 서버, 클라우드, 모바일 AI 확장
삼성은 특정 업체에 집중하기보다는 다수의 클라우드, 서버 고객에 균형 있는 공급 전략을 펼치며, 안정적인 수익 기반을 확보하고 있다.
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4. 마이크론 – 틈새시장과 후발주자의 한계
1. HBM2 E 중심의 제한적 제품군
마이크론은 HBM2E를 공급하고 있으나, 아직 HBM3나 HBM3E의 대규모 양산 라인을 확보하지 못했다.
HBM3 관련 개발 로드맵은 공개했으나 경쟁사 대비 1~2년 이상 기술 격차가 존재한다.
2. 기술력보다는 가격 경쟁력에 초점
TSV, 인터포저 등 고정밀 공정에서 SK하이닉스나 삼성에 비해 후발주자로 평가받고 있으며, 이에 따라 가격 경쟁력을 무기로 특정 틈새시장(예: 일부 AI 서버, 클라우드용 GPU)에 집중하는 전략을 채택 중이다.
3. 고객사 및 시장 포지션
- 주요 고객사: 인텔, 일부 북미 클라우드 업체
- 전략 포지션: 저비용 HBM 공급, 서버 ODM 중심
마이크론은 아직 고성능 AI GPU 시장에서는 존재감이 미미하며, 향후 기술 투자가 얼마나 이루어지느냐에 따라 시장 확대 가능성이 결정될 것으로 보인다.
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5. 기술 비교 요약표
HBM3 양산 시점 | 2022년 (세계 최초) | 2024년 목표 | 개발 중 |
HBM3E 로드맵 | 양산 준비 중 | 시제품 발표 | 미정 |
TSV 공정 수율 | 높음 | 중상 | 낮음 |
온다이 ECC | 지원 | 지원 | 제한적 |
패키징 기술 | TSMC CoWoS 기반 | 자체 I-Cube | 외부 위탁 |
고객사 | NVIDIA, AMD | AMD, AWS | 인텔, 일부 ODM |
시장 점유율 | 약 50% | 약 40% | 10% 이하 |
6. 향후 시장 전망과 변수
AI 수요 증가에 따른 공급 확대
ChatGPT, Sora, Gemini 등 생성형 AI의 확산으로 AI 가속기 수요가 폭증하면서 HBM 수요도 급증 중이다.
이에 따라 각 기업은 HBM 생산 능력 증설에 나서고 있으며, 특히 SK하이닉스와 삼성전자는 2025년까지 생산량을 2배 이상 확대할 계획을 발표했다.
HBM4와 패키징 경쟁
HBM4는 24단 이상 스택, 1TB/s 이상의 대역폭, 더 낮은 전력 소모를 목표로 개발 중이며, 차세대 GPU 및 AI 서버에 탑재될 것으로 보인다.
이에 따라 HBM + 패키징 기술의 통합 역량이 향후 경쟁력의 핵심이 될 것으로 전망된다.
공급망 안정성과 IP 역량
TSV 및 인터포저 공정에서의 수율, 생산 장비, IP 라이선스 보유 여부 또한 기업 간의 차별화 포인트로 작용하고 있으며, SK하이닉스는 현재까지 가장 안정적인 공급 체인을 구축한 것으로 평가된다.
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결론
누가 HBM 시장의 주도자인가?, SK하이닉스는 HBM3 기술력, 양산 시기, NVIDIA와의 파트너십 측면에서 HBM 시장의 명실상부한 선도 기업으로 평가된다.
삼성전자는 기술력은 물론 패키징과 자체적인 메모리-SoC 통합 역량을 기반으로, 다양한 산업군에 걸친 탄탄한 포트폴리오를 보유하고 있다.
마이크론은 후발주자로서 일부 틈새시장에 집중하고 있으나, 단기적으로는 기술 경쟁력이 약한 편이다.
결국 HBM 시장은 단순한 DRAM이 아니라 시스템 설계 전체에 영향을 미치는 고부가 메모리 생태계이며, 기술 개발, 공정 안정성, 고객사 확보 등 모든 측면에서 SK하이닉스와 삼성전자의 양강 구도가 앞으로도 지속될 가능성이 높다.
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