“HBM4에 메모리 컨트롤러 탑재” HBM 독주 이어가는 SK하이닉스

SK하이닉스, HBM 경쟁력 제고에 총력
HBM 질주 속 실적 개선세, 주가도 고공행진
TSMC와 차세대 HBM 제품 준비, 삼성은 영향력 약화

SK하이닉스가 연산, 통신 기능 등을 추가한 신개념 차세대 고대역폭메모리(HBM) 개발에 나섰다는 소식이 전해졌다. 기존 AI 반도체 칩의 구조적 한계를 뛰어넘어 추가적인 성능 개선을 노리겠다는 구상이다.

SK하이닉스의 ‘혁신’

27일 업계에 따르면 SK하이닉스는 차세대 HBM 제품에 △컴퓨팅 △캐시 △네트워크 메모리 등 새로운 기능을 대거 추가할 계획이다. 회사는 이를 위해 본격적인 반도체 설계자산(IP) 확보에 돌입했다. IP는 반도체 칩 내에서 특정 기능을 수행하는 필수 회로 단위(블록)으로, 다양한 IP가 합쳐져 하나의 칩이 구현된다.

지금까지 AI 반도체 칩은 GPU(그래픽처리장치) 등 프로세서를 중앙에 두고 주변에 HBM를 배치하는 방식으로 제조됐다. 메모리 컨트롤러와 같은 시스템 반도체 등이 하나의 패키지를 구성, 각자의 역할을 소화하는 구조다. SK하이닉스의 신기능 추가는 이 같은 기존 AI 반도체 칩의 ‘구조’ 자체를 뒤집는 구상이다. 회사 측은 우선 2025년 개발 예정인 6세대 HBM(HBM4) ‘베이스 다이(Die)’에 시스템 반도체인 메모리 컨트롤러 IP를 탑재할 계획이다. 메모리 컨트롤러는 HBM 기능을 제어하는 반도체다.

SK하이닉스는 나아가 HBM 제품에 컴퓨팅, 캐시 및 네트워크 기능 등을 추가하겠다는 방침이다. 외부 부품을 통해 구현하던 기능을 HBM 내에 직접 탑재, 기술적으로 AI 반도체 칩 성능·전력·크기(PPA) 등을 대폭 개선하겠다는 의지를 드러낸 것이다. 필요에 따라 GPU나 CPU(중앙처리장치) 등 프로세서 기능 일부를 HBM에서 수행하는 방안도 검토하고 있다.

HBM 시장 영향력 확대 기대

이 같은 계획이 현실화할 경우 SK하이닉스의 HBM 시장 내 입지는 한층 공고해질 가능성이 크다. 실적과 주가가 나란히 ‘탄탄대로’를 걷는 이상적인 성장세가 지속될 수 있다는 의미다. SK하이닉스의 올해 1분기 매출은 12조4,296억원으로 역대 1분기 실적 중 최대치를 기록했다. 영업이익 역시 2조8,860억원(영업이익률 23%)으로 1분기 기준 최대 호황기였던 2018년 이후 두 번째로 높다.

탄탄한 실적은 주가 성장으로 이어졌다. SK하이닉스는 27일 유가증권시장에서 1.46%(2,900원) 오른 20만1,500원에 거래를 마쳤다. 장중에는 주가가 20만9,000원, 시가총액은 152조1,525억원까지 치솟기도 했다. 2011년 12월 국내 상장사 최초로 시가총액 150조원을 기록한 삼성전자 이후 13년 만에 ‘몸값 150조원’ 괴물 기업이 배출된 것이다.

시장에서도 SK하이닉스의 ‘고공행진’이 한동안 이어질 것이라는 전망에 힘이 실린다. 씨티글로벌마켓증권은 SK하이닉스 목표주가를 31만원으로 설정했다. SK하이닉스의 시가총액이 이날보다 56.0%(약 81조원) 늘어난 225조원까지 불어날 것이라는 관측이다.

TSMC와의 기술적 협력

SK하이닉스는 시장의 기대에 부응하듯 다양한 ‘입지 강화’ 전략을 내놓고 있다. 대만의 파운드리 업체 TSMC와의 기술적 협력 관계 구축이 대표적인 예다. 업계에 따르면 SK하이닉스는 6세대 HBM인 HBM4부터 로직다이(HBM을 컨트롤하는 부품) 제조를 TSMC에 맡길 예정이다. 미세 공정이 적용되는 첨단 로직다이를 수급하기 위한 ‘길’을 개척한 것이다.

TSMC는 HBM4 로직다이 제조에 12나노와 함께 첨단 공정인 5나노 공정을 활용할 예정이다. 이에 업계에서는 이들 기업의 협력을 통해 SK하이닉스 HBM 제품의 성능 전반이 크게 개선될 것이라는 전망이 흘러나온다. 실제 김귀욱 SK하이닉스 HBM첨단 기술팀장은 지난 13일 국제메모리워크숍(IMW) 2024에 참가, “HBM4의 전력 효율은 전작 HBM3E와 비교해 30% 개선될 것”이라며 “대역폭은 1.4배, 집적도는 1.3배 증가할 것”이라고 밝히기도 했다.

HBM 최강자인 SK하이닉스와 파운드리 최강자인 TSMC가 기술 연합 관계를 구축한 가운데, 이들 기업의 대표적 경쟁사로 꼽히는 삼성전자의 입지는 점차 좁아져 가고 있다. 삼성전자는 현재 HBM3E 부문에서는 SK하이닉스에, 3나노 이하 파운드리 공정에서는 TSMC에 밀리고 있는 실정이다. 첨단 반도체 시장에서 삼성전자의 영향력이 눈에 띄게 약화했다는 의미다.