메모리 반도체 시장, HBM바람 타고 투자 늘어난다

[산업일보]
생성형AI의 확산 등으로 인해 메모리 반도체에 대한 수요가 급증하고 있는 가운데, 하반기에는 HBM등의 수요 상승으로 인해 메모리반도체 분야에 대한 투자가 더욱 늘어날 것이라는 전망이 제기됐다.

SK증권의 ‘2025년 메모리 투자, 무엇을 봐야 할까요?’ 보고서에 따르면, 메모리 분야의 신규투자 확대는 HBM에 기인한다.

보고서에 따르면, 동일한 공정, 동일한 용량을 가정했을 때, HBM3E의 다이 크기는 일반적으로 DDR5 대비 약 2배 가량 크다. I/O 단자 수가 1천24개로 면적을 크게 차지하는 설계 구조 때문이다.

TSV 공정 이후 패키징을 감안하면 수율도 20%p 이상 차이가 난다. 넷다이 감소에 수율까지 감안하면 HBM3E의 Wafer당 생산 bit은 DDR5 대비 1/3 수준에 불과하다. 이에 대해 보고서는 동일 생산 bit을 가정할 때 HBM3E 가 DDR5 대비 Wafer 소요량이 3배가 많다는 의미라고 설명했다.

특히, 내년 4분기 출시 예정인 HBM4는 I/O 단자 수가 2천48개로 늘어나면서 넷다이는 또 한 번 크게 감소하며 하이브리드 본딩 등 신기술 적용을 감안하면 수율도 이전 대비 떨어질 것으로 보인다. Wafer 투입 요구량은 DDR5 대비 5 배 까지 차이가 나게 된다고 보고서는 전망했다.

HBM 단수 증가도 Wafer 투입 요구량을 늘리는 요인으로 보고서에서 지목됐다. HBM3E 8 단에서 12단으로 변화는 동일 공정으로 넷다이 개수의 변화는 없지만 Cube당 다이가 50% 증가하게 되면서 더 많은 Wafer를 필요로 한다. 결과적으로 HBM 의 시장 확대로 DRAM 웨이퍼 Capa에서 HBM향 Capa allocation은 빠르게 늘어날 수밖에 없다.

반면 신규 투자가 부재했기에 범용 DRAM을 위한 Capa는 빠르게 축소될 것이라고 해당 보고서는 내다봤다.

SK증권의 이동주 연구원은 해당 보고서에서 “TSV 공정의 병목이라는 변수가 고려돼야 하지만 제조사의 TSV 증설 계획이 공격적이어서 capa allocation이 가능하다”며, “2024년 말 DRAM내 HBM 할당 비중은 14%, 1a 이상 선단 공정 내에서 HBM 할당 비중은 35%로 전망하고 있다”고 언급했다.

덧붙여 이 연구원은 “선단 공정 중 이미 상당 부분이 HBM에 할당돼 있고 내년 늘어나는 TSV 증분을 고려하면 현재 전체 DRAM Capa로는 범용을 위한 DRAM Capa 가 부족해질 것”이라고 보고서를 통해 전망했다.