[초보자 공부노트] HBM — 반도체는 두 종류다_기억하는 것과 계산하는 것
어제(5월 26일) 코스피가 종가 기준으로 사상 처음 8,000선을 돌파했습니다. 올해 4,309로 시작한 지수가 5개월 만에 91% 올랐습니다. G20 국가 중 압도적 1위, 2위 일본(29%)의 세 배가 넘는 속도입니다. 코스피 시가총액은 6,581조 원으로 사상 최대를 기록했습니다.
같은 날 밤 미국에서는 마이크론이 사상 최고가 822달러를 찍었습니다. 5월 한 달 누적 상승률 44%, 52주 기준으로는 777% 올랐습니다. SK하이닉스는 이날 200만 원을 돌파했습니다.
이 모든 숫자의 중심에 HBM이 있습니다. 브리핑에서 오십보가 반복해서 쓰는 그 세 글자, 오늘은 제대로 읽어보겠습니다.
반도체는 두 종류다 — 기억하는 것과 계산하는 것
반도체를 처음 접하면 삼성전자, 엔비디아, SK하이닉스가 다 같은 업종처럼 보입니다. 하지만 이들이 하는 일은 완전히 다릅니다.
반도체는 크게 두 종류로 나뉩니다. 하나는 데이터를 저장(기억)하는 메모리 반도체, 다른 하나는 데이터를 연산(계산)하는 비메모리 반도체입니다.
도서관에 비유하면 이렇습니다. 비메모리는 책을 읽고 분석하는 사서고, 메모리는 그 사서가 빠르게 꺼내 쓸 수 있도록 책을 보관하는 서가입니다. 아무리 뛰어난 사서도 책을 꺼내는 데 시간이 걸리면 업무가 느려집니다.
삼성전자와 SK하이닉스는 서가를 만드는 회사입니다. 엔비디아는 사서 역할을 하는 GPU를 만드는 회사입니다. AI 시대가 되면서 이 서가의 성능이 AI 연산 속도를 결정하는 핵심 변수가 됐습니다.
메모리 반도체 안에도 계층이 있다
메모리 반도체라고 다 같지 않습니다. 크게 세 가지를 알아두면 됩니다.
DRAM은 컴퓨터가 지금 당장 처리하는 데이터를 임시로 보관하는 메모리입니다. 속도가 빠르지만 전원이 꺼지면 내용이 사라집니다. 책상 위에 펼쳐놓은 서류라고 보면 됩니다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 이 세 회사가 전 세계 DRAM 시장의 95% 이상을 나눠 갖고 있습니다.
NAND 플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 남는 저장용 메모리입니다. 스마트폰 저장공간, USB, SSD가 다 낸드입니다. 서랍 속에 넣어두는 파일 박스라고 보면 됩니다.
HBM은 여기서 한 단계 더 나아간 메모리입니다. AI 연산에 특화된 고성능 DRAM입니다.
HBM이 왜 등장했나 — 병목의 문제
AI 모델이 계산을 할 때 무슨 일이 벌어지는지 생각해보겠습니다. 엔비디아 GPU는 초당 수천조 번의 연산을 합니다. 그런데 그 연산에 필요한 데이터를 메모리에서 가져오는 속도가 따라가지 못하면, GPU가 아무리 빨라도 전체 속도는 느려집니다. 이것을 메모리 병목 현상이라고 합니다.
고속도로 비유로 설명하면 이렇습니다. GPU는 시속 300km로 달릴 수 있는 스포츠카인데, 데이터가 들어오는 도로가 편도 1차선이면 아무 소용이 없습니다. 속도를 올리려면 차선을 넓혀야 합니다. 이 차선의 너비가 바로 **대역폭(Bandwidth)**입니다.
기존 DRAM은 대역폭이 충분하지 않았습니다. 그래서 나온 해법이 HBM입니다.
HBM의 핵심 아이디어 — 아파트를 쌓아 엘리베이터를 뚫었다
HBM은 High Bandwidth Memory, 고대역폭 메모리입니다. 이름 그대로 데이터가 오가는 도로를 획기적으로 넓힌 메모리입니다.
방법은 의외로 단순합니다. DRAM 칩 여러 장을 수직으로 쌓은 뒤, 층과 층 사이에 수직 통로를 뚫었습니다. 이 수직 통로를 TSV(Through Silicon Via), 실리콘 관통 전극이라고 부릅니다.
아파트로 비유하면 이렇습니다. 기존 DRAM이 단층집이라면 HBM은 12층짜리 아파트입니다. 그리고 각 층 사이에 엘리베이터를 수십 개 뚫어놨습니다. 같은 면적에 훨씬 많은 사람이 살고, 데이터가 엘리베이터처럼 동시에 여러 통로로 오갑니다.
그 결과 HBM의 데이터 전송 속도는 일반 DRAM의 10배 이상입니다.
HBM 세대 구분 — 숫자가 높을수록 빠르고 많이 쌓는다
HBM은 세대별로 발전합니다. 현재 시장을 지배하는 제품은 **HBM3E(5세대)**이고, 2026년부터 HBM4(6세대) 양산이 본격화됐습니다.
숫자가 올라갈수록 더 많은 층을 쌓고, 더 빠른 속도로 데이터를 전달합니다. HBM3E는 12단 적층, HBM4는 16단 이상을 목표로 합니다. 엔비디아의 차세대 AI 칩 베라 루빈에는 HBM4가 탑재됩니다.
그리고 지금 시장에서는 놀라운 일이 벌어지고 있습니다. 만들면 만드는 족족 팔립니다. 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 3사 모두 2026년 HBM 공급 물량이 이미 전량 계약 완료됐습니다. 고객들은 이제 분기별 계약이 아니라 3~5년 장기 공급 계약으로 HBM을 선점하고 있습니다. 단기 거래에서 장기 파트너십으로 시장 구조 자체가 바뀌고 있다는 뜻입니다.
왜 한국이 HBM 시장을 지배하는가
2025년 2분기 기준 HBM 시장 점유율은 SK하이닉스 62%, 마이크론 21%, 삼성전자 17%입니다. 전통적으로 메모리 전체 1위였던 삼성전자가 HBM만 떼어놓고 보면 3위라는 점이 흥미롭습니다.
HBM4 시대 전망은 SK하이닉스 54~55%, 삼성전자 28~29%, 마이크론 17~18%로 한국 두 회사가 합산 80% 이상을 차지할 것으로 봅니다.
이유는 두 가지입니다. 첫째, HBM의 적층 기술은 수십 년간 쌓아온 메모리 제조 역량의 집합체입니다. 중국이 DRAM을 추격하고 있지만 HBM은 아직 범접하지 못하는 이유입니다. 둘째, 엔비디아와의 협력 관계입니다. 엔비디아는 새 칩을 설계할 때부터 HBM 사양을 SK하이닉스와 공동으로 맞춥니다. 기술이 아닌 파트너십 수준의 진입 장벽입니다.
실적이 이를 증명합니다. SK하이닉스의 2026년 1분기 영업이익은 37.6조 원, 영업이익률 71.5%였습니다. 엔비디아(60%)와 TSMC(47%)를 모두 넘어선 수치입니다. 마이크론도 2026 회계연도 2분기 매출 288억 달러(전년비 +196%), 영업이익 +810%를 기록했습니다. 삼성전자 1분기 영업이익도 57.2조 원으로 시장 예상치를 36% 웃도는 어닝 서프라이즈를 냈습니다.
메모리 3사 모두 같은 방향으로 폭발하고 있습니다.
슈퍼사이클이라는 말 — 이번은 무엇이 다른가
반도체 시장은 호황과 불황을 반복하는 사이클 산업으로 알려져 있습니다. 그런데 지금 시장에서는 '이번은 다르다'는 말이 나옵니다.
과거의 반도체 호황은 주로 스마트폰, PC 수요가 일시적으로 몰리면서 발생했습니다. 수요가 꺾이면 공급 과잉으로 가격이 급락했습니다.
지금은 구조가 다릅니다. AI 학습과 추론에 필요한 HBM 수요는 단순한 수량의 문제가 아닙니다. 빅테크들이 경쟁적으로 AI 인프라를 구축하면서 설비 투자(CAPEX)가 수년에 걸쳐 확정된 상태입니다. 마이크론이 연간 200억 달러 이상의 CAPEX를 집행하고 있고, 2028년까지 HBM 총 시장 규모가 1,000억 달러를 넘을 것이라는 전망도 나옵니다. 2026년 전체 메모리 시장은 5,632억 달러, 이 중 HBM 시장만 581억 달러로 폭발적으로 성장할 전망입니다.
물론 불확실성이 없는 것은 아닙니다. 공급 과잉 우려, 미·중 무역 갈등으로 인한 수출 규제, AI 투자 속도 조절 가능성이 잠재적 리스크로 남아 있습니다. 투자자라면 이 호황이 언제까지 이어질지를 항상 함께 생각해야 합니다.
코스피와 HBM, 연결 고리
삼성전자와 SK하이닉스의 코스피 시가총액 비중은 합산 40%에 육박합니다. 이 두 종목이 오르면 코스피 지수 자체가 따라 올라갑니다.
코스피가 올해 4,309에서 8,000을 넘어선 것, 마이크론이 52주 동안 777% 오른 것, SK하이닉스가 200만 원을 돌파한 것은 모두 같은 이야기입니다. AI가 필요로 하는 메모리, HBM이라는 시장에서 한국이 압도적인 위치를 점하고 있다는 사실이 숫자로 표현되고 있는 것입니다.
⚠️ 디스클레이머: 이 글은 시장 흐름 해설이며 특정 종목 매수·매도 권유가 아닙니다. 투자 결정은 본인 판단과 책임 하에 하시기 바랍니다.
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