HBM 경쟁구도 재편 … 삼성·SK 양강 속 마이크론의 추격전 본격화

구글의 텐서처리장치(TPU)가 AI 가속기 시장의 새로운 축으로 떠오르면서 HBM(고대역폭메모리) 시장의 지형이 다시 요동치고 있다. GPU 중심의 엔비디아 생태계를 넘어 TPU 기반 AI 서버 투자까지 확대되면서 글로벌 HBM 수요는 당분간 폭발적으로 증가할 것이란 전망이 우세하다.

이 과정에서 삼성전자와 SK하이닉스가 압도적인 생산능력(캐파)을 앞세워 '양강 구도'를 강화할 것이라는 평가가 나온다. 반면 상대적으로 캐파가 작은 마이크론은 뒤처지지 않기 위해 공격적인 증산에 나서며 2위 경쟁을 본격화하는 국면이 형성되고 있다.

1일 업계에 따르면 구글의 차세대 모델 '제미나이3'가 주목받으며 TPU의 가치는 더욱 부각되고 있다. 메타가 수십억달러 규모의 TPU 도입을 검토하는 등 주요 빅테크의 '탈엔비디아' 움직임이 가시화되면서 TPU가 AI 메모리 시장의 새로운 수요원으로 자리 잡는 분위기다.

TPU 한 개에는 6~8개의 HBM이 탑재되는 만큼 HBM 수요는 GPU 외의 성장축을 추가로 확보한 셈이 된다. 업계에서는 TPU와 GPU가 대체 관계가 아니라 상호 보완 관계라는 점에서 HBM 출하 증가 압력은 지속될 것으로 보고 있다.

이미 삼성전자와 SK하이닉스는 TPU 공급망에서 핵심적 위치를 점하고 있다. 한국투자증권은 올해 구글 TPU 내 HBM 공급 비중을 SK하이닉스 56.6%, 삼성전자 43.4%로 추정했으며, 다수 증권사는 TPU 생태계가 삼성·SK 중심으로 굳어질 것으로 보고 있다.

TPU 시장에서 마이크론이 상대적으로 밀리는 이유는 결국 생산 능력(캐파) 격차다. HSBC에 따르면 올해 말 기준 SK하이닉스와 삼성전자의 월 HBM 캐파는 각각 16만장·15만장인데 반해 마이크론은 5만5000장에 그친다. 내년에도 마이크론(8만장)은 한국 양사(17~18만장)의 절반에도 미치지 못할 전망이다.

이 같은 격차를 만회하기 위해 마이크론은 일본 히로시마에 HBM 전용 신공장을 구축하며 2028년 출하를 목표로 대규모 증산에 돌입했다.

삼성과 SK의 양강 체제가 공고해지는 가운데 마이크론이 2위 싸움에서 밀리지 않기 위해 캐파 확충이라는 선택지를 택한 셈이다.

삼성전자는 HBM3E 재설계를 계기로 엔비디아 공급망에 재진입한 이후 현재는 HBM4·HBM4E 중심의 차세대 제품 개발과 고객사 확대에 집중하고 있다. 최근에는 HBM개발팀을 D램 설계조직으로 통합하며 베이스다이·공정·커스텀 HBM을 하나의 설계 축으로 묶는 구조적 개편도 단행했다.

SK하이닉스는 HBM4 출하를 4분기부터 시작해 내년에 본격 확대한다. TPU, GPU, ASIC 고객 전반에서 1순위 공급자 지위를 유지하고 있어 향후 시장 지배력을 강화할 것이란 분석이 지배적이다.

일각에선 TPU·GPU·ASIC 간 생태계 경쟁이 어떻게 전개될지는 지금 단계에서 단정하기 어렵다는 지적이 나온다. 구글의 TPU 주문이 급증하면 한국 양사가 가장 큰 수혜를 보는 구조지만 동시에 엔비디아·브로드컴·AWS 등 고객사 전략 변화와 신규 AI 아키텍처의 등장에 따라 공급망 판도가 달라질 수 있기 때문이다.

업계 관계자는 "지금은 삼성과 SK가 캐파·기술력 모두에서 확실한 우위를 가진 상황이지만 마이크론도 증산과 기술 투자를 이어가며 추격하고 있다"며 "AI 칩 생태계가 GPU 중심에서 TPU·ASIC 등 다극화되는 만큼 향후 HBM 시장 구도가 어떻게 변할지는 예단하기 어렵다"고 말했다.