AI 반도체 동맹 강화로 삼성·SK하이닉스, 슈퍼사이클 돌입!

인공지능(AI) 반도체 시장이 더욱 확대되면서 삼성전자와 SK하이닉스가 엔비디아와의 협력을 강화하며 본격적인 슈퍼사이클에 진입하고 있다. 이는 국내 반도체 산업의 성장에 중요한 전환점이 될 전망이다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 삼성전자와 SK하이닉스를 소중한 파트너로 언급하며, 앞으로 HBM(고대역폭 메모리) 분야에서 장기적인 협력을 이어갈 것임을 밝혔다.

그동안 엔비디아는 주로 SK하이닉스와 마이크론의 HBM 제품을 사용해왔으며, 삼성전자는 구세대 제품이나 한정된 물량만을 공급해왔다. 하지만 젠슨 황 CEO가 삼성전자도 ‘장기적 파트너’로 지목하면서, 삼성전자와의 협력 필요성과 조건이 충족되었음을 시사한다. AI 수요 폭발로 인해 GPU뿐만 아니라 HBM 역시 공급 부족을 겪고 있으며, 이는 GPU와 AI 가속기의 원활한 공급에도 영향을 미친다. 세계 최대 메모리 제조 업체인 삼성전자의 역할이 더욱 중요해지고 있는 이유다.

삼성전자는 기술력 또한 향상시켰다. 엔비디아의 최신 AI 가속기 ‘블랙웰’ 시리즈에 HBM3E 납품을 시작했으며, 차세대 제품인 HBM4 준비도 경쟁사보다 앞서 완료했다. 이는 최신 D램(1c)을 활용한 결과이다.

엔비디아와 한국 반도체 업계의 협력은 메모리 분야를 넘어 파운드리(반도체 위탁생산) 분야로도 확대되고 있다. 젠슨 황 CEO는 삼성전자가 엔비디아 로보틱스용 애플리케이션프로세서(AP)를 모두 생산하고 있다고 언급했다. 이 AP는 로봇을 포함한 물리적 AI(피지컬 AI)에 사용되는 것으로 알려져 있다. 이는 삼성전자가 엔비디아의 피지컬 AI 사업 공급망에 본격적으로 합류했으며, 테슬라·애플에 이어 또 다른 대형 파운드리 고객을 확보했음을 의미한다.

이번 슈퍼사이클은 과거와는 다른 양상을 보이며 최소 2년에서 최대 5년까지 장기화될 것이라는 전망이 나오고 있다. SK하이닉스는 2027년에도 HBM 수급이 타이트하게 유지될 것이며, 앞으로 5년간 HBM 수요는 연평균 30% 이상 성장할 것으로 예상했다. 김재준 삼성전자 메모리 전략마케팅실장(부사장) 역시 AI 서버 수요가 업계 전체 공급량을 초과하고 있으며, 내년 생산 능력 확대에도 불구하고 수요가 이를 웃돌 것으로 전망했다.

이러한 AI 수요 급증은 D램, HBM, 낸드플래시 메모리 등 모든 메모리 반도체 품목의 수요를 공급을 초과하게 만들고 있다. 이에 따라 KB증권은 올해와 내년 삼성전자와 SK하이닉스의 영업이익률을 기존 대비 각각 10%, 28% 상향 조정했다. 다올투자증권은 장기 호황을 기대할 만큼 가시성이 높은 사이클에 진입했다고 평가했다.

또한, 일본 투자은행 노무라증권은 SK하이닉스가 2027년 영업이익 면에서 세계 1위 파운드리 기업인 TSMC를 넘어설 것이라는 파격적인 전망을 내놓았다. 노무라증권은 D램과 낸드 가격 상승을 근거로 공급 부족 현상이 2년간 지속될 것이며, 2027년에는 128조 원의 영업이익을 기록할 것으로 예상했다. 이는 AI 서버 및 추론 수요 증가에 따른 것으로 분석된다.