삼성, 12층 HBM3E 칩 출하 개시…AI 메모리 시장서 마이크론과 경쟁 격화

삼성전자가 5월 28일 12층 HBM3E 메모리 칩 출하를 시작하며, 엔비디아 AI 가속기를 구동하는 고대역폭 메모리 시장에서 마이크론의 리더십에 정면 도전장을 내밀었다.

삼성전자는 5월 28일 업계 최초로 12층 HBM3E 메모리 칩을 출하하며, AI 메모리 시장에서 마이크론 테크놀로지 및 SK하이닉스와의 3파전을 격화하고 있다. 해당 시장 규모는 400억 달러(약 55조 원)에 달한다.

삼성전자 메모리사업부 이정배 부사장은 "이 제품은 양산 중인 업계 최고 용량의 HBM 제품으로, AI 고객에게 스택당 50% 더 많은 메모리를 제공한다"고 밝혔다.

삼성전자에 따르면 12층 HBM3E 칩은 스택당 36GB 용량에 초당 1.2TB를 넘는 대역폭을 제공한다. 이는 2025년 초 본격 양산을 시작한 마이크론의 8층 HBM3E(스택당 24GB)와 비교된다. 삼성의 제품은 기존 방식 대비 층 두께를 20% 줄이는 TC-NCF(열 압축 비전도성 필름 접합) 패키징 기술을 적용했다.

이번 일정은 삼성이 HBM 경쟁에서 예상보다 빠르게 움직이고 있음을 의미하며, 최근 마이크론의 독주에 위협이 될 전망이다. AI 메모리 수요로 지난 12개월간 주가가 두 배 이상 상승했던 마이크론은 삼성과 SK하이닉스의 경쟁 제품 출시로 새로운 압박에 직면했다. 젠슨 황 엔비디아 CEO는 이번 주 엔비디아가 HBM 최대 소비처로서 대만 AI 생태계에 연간 1500억 달러(약 207조 원)를 투자할 계획이라고 밝혔다.

HBM 시장, AI 수요 급증에 후끈

고대역폭 메모리는 반도체 업계에서 가장 치열한 경쟁이 벌어지는 분야 중 하나로, 세 주요 메모리 제조사가 엔비디아의 H200 및 B100 시리즈 가속기 공급을 위해 각축전을 벌이고 있다. HBM은 여러 개의 DRAM 다이를 수직으로 적층하고 실리콘 관통 전극으로 연결해 대규모 언어 모델 훈련에 필요한 막대한 데이터 처리량을 제공한다.

삼성의 12층 HBM3E는 공급이 꾸준히 수요를 따라가지 못했던 시장에 진입한다. 마이크론은 지난 3월 2025년분 HBM 공급이 이미 완판됐다고 밝혔으며, HBM3E를 업계 최초로 양산한 SK하이닉스는 2024년 말 이후 풀가동을 이어오고 있다. 삼성이 세 번째 공급업체로 합류하면서 엔비디아 등 AI 칩 구매자들의 가격 압박은 완화되는 반면, 메모리 제조사들의 마진은 축소될 수 있다.

이 한국 반도체 기업은 지난주에도 잠재적인 리스크를 해소했다. 삼성전자는 노조와 사상 최초의 협상을 통해 메모리 칩 근로자들에게 파격적 성과급을 지급하기로 합의하며 파업을 피했다. 이 합의는 중요한 HBM 생산 확대 과정에서 생산 안정성을 보장한다.

투자 영향

투자자 관점에서 HBM 경쟁은 상충되는 요인을 만들어낸다. 삼성이 본격적인 공급업체로 합류함으로써 엔비디아 및 다른 AI 칩 설계사에 더 다양한 조달 옵션을 제공해 HBM의 총가용시장(TAM)을 확대할 수 있다. 업계 추정에 따르면 HBM 시장은 2027년까지 400억 달러(약 55조 원)에 달할 전망이다. 그러나 동시에 공급 부족 기간 동안 마이크론과 SK하이닉스가 누려온 가격 결정력에도 위협이 될 수 있다.

마이크론의 주가는 선행 주가수익비율(PER) 약 12배로 거래되고 있으며, 이는 필라델피아 반도체 지수 평균 18배 대비 할인된 수준이다. 이는 경쟁 압력에 대한 투자자들의 경계심을 반영한다. 장기 침체 후 2025년 초 흑자 전환에 성공한 삼성전자 메모리 칩 사업부는 이제 HBM 물량을 지속 가능한 마진 확대로 전환해야 하는 과제에 직면했다.

본 기사는 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 투자 조언을 구성하지 않습니다.