삼성전자 HBM 사업, 어디까지 왔나

한눈에 보기 — HBM은 왜 특별한가

컴퓨터의 성능은 계산 속도(GPU)만으로 정해지지 않습니다. **데이터를 얼마나 빨리 실어 나르느냐(대역폭)**가 함께 필요합니다. AI 모델은 수천억 개의 숫자를 쉬지 않고 읽어야 해서, 일반 D램으로는 GPU가 “배고파서” 놀게 됩니다.

HBM(고대역폭메모리)의 해법은 단순하고 과감합니다. D램을 옆으로 늘어놓는 대신 위로 쌓고, GPU 바로 옆에 붙이는 것.

• 도로에 비유하면 — 일반 D램이 왕복 2차선 국도라면, HBM은 GPU 옆에 붙은 왕복 1,024차선 고속도로입니다.
• 쌓은 D램들은 TSV(실리콘 관통 전극)라는 수직 엘리베이터 통로로 연결됩니다. 종이(D램)를 12장 쌓고 송곳으로 뚫어 전선을 꽂는다고 상상하면 됩니다.

이 구조 때문에 HBM은 만들기가 지독하게 어렵습니다. 12층으로 쌓은 D램 중 한 층만 불량이어도 전체가 버려집니다. 이 수율 싸움이 곧 진입장벽이고, 세계에서 SK하이닉스·삼성전자·마이크론 세 회사만 만들 수 있는 이유입니다.

시장의 규칙 — 퀄테스트가 모든 것을 정한다

HBM 시장에는 독특한 규칙이 있습니다. 아무리 잘 만들어도 고객의 검증(퀄테스트)을 통과해야 팔 수 있습니다.

이 관계도의 함의는 세 가지입니다.

1. 수요가 사실상 두 회사 — 엔비디아와 AMD가 HBM 수요의 대부분입니다. 고객이 극소수라서, 한 번 퀄을 통과해 채택되면 그 세대 내내 물량이 보장되고, 떨어지면 그 세대를 통째로 놓칩니다.
2. 세대 교체가 곧 순위 교체의 기회 — HBM3에서 밀렸어도 HBM4 퀄을 먼저 통과하면 판이 뒤집힙니다. 매 세대가 리셋 버튼입니다.
3. 가격 협상력의 원천 — 3사 모두 물량이 완판된 상황에서는 공급자가 갑입니다. 다만 고객이 두 곳뿐이라 장기적으로는 서로를 견제시키며 가격을 통제하려 합니다.

삼성전자 이야기 — 뒤처짐, 그리고 역전

1막 (2023~2025): HBM3의 굴욕. 원조 메모리 1위 삼성이 HBM3·HBM3E에서 SK하이닉스에 완패했습니다. 엔비디아 퀄테스트를 좀처럼 통과하지 못했고(발열·수율 문제), 그 사이 하이닉스가 엔비디아 물량을 독식하며 점유율 50~60%의 1위로 올라섰습니다. 2023년 삼성 DS부문이 연간 15조 원 적자를 낸 배경에는 다운사이클과 함께 이 HBM 부진이 있었습니다.

2막 (2026): HBM4 역전. 삼성은 다음 세대에서 승부를 걸었고, 2026년 2월 업계 최초로 HBM4 양산을 시작했습니다. AMD는 차세대 AI 가속기의 HBM4 주공급사로 삼성을 지명했고, 26년 1분기 어닝콜에서는 “3분기부터 HBM4가 HBM 매출의 절반을 넘는다”고 밝혔습니다. DS부문 영업이익은 26Q1 53.7조 원으로 사상 최대 — 자세한 숫자는 삼성전자 기업 페이지의 재무 흐름에서 볼 수 있습니다.

삼성만의 히든카드: 턴키. 삼성은 3사 중 유일하게 메모리와 파운드리·패키징을 모두 보유합니다. 이론상 고객이 “커스텀 HBM + 로직 다이 + 패키징”을 한 번에 맡길 수 있는 유일한 회사입니다. HBM4부터는 맨 아래층(베이스 다이)이 로직 공정으로 만들어지기 때문에 이 조합의 가치가 실제로 커지고 있습니다.

남은 과제

• 엔비디아 물량 — AMD 주공급사 지위는 확보했지만, 시장의 대부분인 엔비디아향 비중 확대가 다음 관문입니다.
• 수율 검증의 연속성 — HBM4E, HBM5로 세대가 넘어갈 때마다 퀄테스트는 다시 치러집니다. 한 번의 역전이 영구적 지위를 보장하지 않습니다 — 그것이 삼성이 당한 방식이기도 합니다.
• 경쟁 심화 — 마이크론이 일부 집계에서 삼성을 추월할 만큼 빠르게 크고 있습니다. 세 회사의 최신 경쟁 구도는 HBM 삼국지에서 계속 업데이트합니다.

정리

• HBM의 본질은 “쌓아서 옆에 붙인다” — 그 어려움(수율)이 3사 과점의 진입장벽.
• 이 시장의 승부는 생산량이 아니라 퀄테스트 통과 순서로 정해지고, 세대 교체마다 판이 리셋된다.
• 삼성은 HBM3의 굴욕을 HBM4 최초 양산 + AMD 주공급으로 되갚는 중 — 다음 관문은 엔비디아 비중과 턴키 모델의 실증.