SK하이닉스, AI 반도체 HBM 시장 선도… 대규모 투자와 나스닥 상장으로 글로벌 위상 강화

메모리 반도체 산업은 전례 없는 순간에 놓여 있으며, 한국 SK하이닉스는 세계 최대 메모리 생산 시설을 통해 AI용 고대역폭 메모리 칩의 대부분을 생산하고 있습니다. 이는 이제까지 어떤 언론도 발을 들여놓지 못했던 그들의 클린룸 안에서 이루어지고 있습니다.

이러한 상장에 대한 수요는 상상을 초월할 정도로 매우 뜨거웠습니다.

SK하이닉스는 전례 없는 규모의 건설 투자를 통해 현재의 시장 상황에 대응하고 있습니다. 2034년까지 생산 능력을 3배로 늘리기 위해 7200억 달러라는 막대한 금액을 투자할 계획입니다. 하지만 메모리 반도체 산업은 고전적인 호황과 불황을 겪는 특성이 있어, 만약 시장이 불황으로 치닫는다면 이 모든 투자와 투자자들의 신뢰가 어떻게 될지에 대한 의문이 제기되고 있습니다.

1997년 아시아 금융 위기 이후 최태원 회장은 경영권을 넘겨받아 칩 시장에 집중했습니다. 2012년 SK그룹은 현대와 LG의 칩 사업부였던 하이닉스 반도체에 30억 달러를 투자하여 SK하이닉스를 설립했습니다. 이듬해 SK하이닉스는 세계 최초의 고대역폭 메모리(HBM)를 공개했습니다. 당시 HBM을 필요로 하는 애플리케이션이나 장치는 없었지만, SK하이닉스는 강한 확신을 가지고 HBM 개발을 이끌었습니다. 박명정 상무는 2014년에 합류하여 현재 HBM 설계를 책임지고 있습니다.

SK그룹은 100개 이상의 자회사로 구성되어 있으며, 최태원 회장은 SK하이닉스가 이제 그룹의 가장 큰 자산이라고 밝혔습니다. 현재 SK하이닉스는 HBM 시장 점유율 1위를 차지하고 있으며, 지난 6월에는 잠시 삼성을 제치고 한국에서 가장 가치 있는 기업으로 등극했습니다. 비록 지금은 다시 2위로 내려왔지만, 미국 투자자들은 SK하이닉스 주식을 확보하기 위해 경쟁했으며, 상장 첫날 미국 주식 시장에서 주가는 13% 상승했습니다.

‘SK하이닉스에 다녀요’라는 말은 바에서 작업 멘트로 사용될 정도입니다. 이러한 현상은 세대를 아우르는 부를 창출했지만, 시장 상황이 나빠지면 이득을 잃을 수도 있습니다. 실제로 칩 주식과 한국 시장 전반의 혼란 속에서 이러한 이득은 상당 부분 사라졌으며, 이는 이제 미국 투자자들에게도 영향을 미치고 있습니다. 칩 시장은 가장 변동성이 큰 시장 중 하나로, 지수는 미국 AI 주식처럼 단일 주식처럼 움직입니다.

여기에는 산을 평평하게 만드는 것과 같은 작업도 포함됩니다. 이 지원은 5년 내 국가 메모리 생산량을 두 배로 늘리려는 한국 정부의 지난 6월 발표된 대규모 계획의 일환입니다.

이는 HBM에 대한 엔비디아의 높은 수요와 SK하이닉스에 대한 기대를 보여주는 행동입니다.

이들은 가장 공급이 부족한 DRAM에 대한 의존도를 줄이는 완전히 다른 접근 방식을 취하고 있습니다. Cerebras는 지난 5월에 블록버스터 IPO를 진행했고, Grock은 12월에 엔비디아에 인수되었습니다. 이제 엔비디아는 다음 GPU의 저용량 메모리 버전을 테스트하고 있다고 알려졌습니다. 이러한 접근 방식이 효과를 거둔다면, HBM에 대한 수요를 줄일 가능성이 있습니다.

가장 빠른 프로세서가 있더라도 데이터가 제때 처리되지 못한다면 그 의미는 퇴색됩니다. 이러한 상황을 우리는 '메모리 전쟁'이라고 부릅니다. HBM의 성능과 대역폭을 높이기 위해 최대 16개의 DRAM 칩을 쌓고 점점 더 복잡한 방식으로 연결하는 기술이 필요한데, 이를 패키징이라고 합니다. SK하이닉스는 이 패키징 단계 또한 직접 건설하고 있습니다. 즉, HBM 기술은 고성능 컴퓨팅 환경에서 데이터 처리 속도를 결정하는 핵심 요소이며, 그 중요성이 더욱 부각되고 있습니다.

SK하이닉스는 다이를 베이스 웨이퍼에 쌓아 HBM 스택을 만듭니다. 이러한 HBM 스택은 역사적으로 일반 DRAM보다 웨이퍼당 몇 배 더 많은 수익을 창출해왔습니다. 이는 HBM이 고부가가치 제품임을 나타냅니다.

TSMC의 패키징 단계는 엔비디아가 TSMC의 가장 진보된 코어 용량 대부분을 예약하면서 병목 현상이 되고 있습니다. 이에 대응하여 SK하이닉스는 새로운 팹을 통해 자체 메모리 패키징 라인을 계속 가동시키기를 희망하고 있습니다. 이는 공급망의 특정 단계에 대한 의존도를 줄이고 생산 효율성을 높이려는 전략의 일환입니다.

과거에는 사람들이 메모리 칩을 단순히 상품으로만 인식하여 삼성, SK, 마이크론 등 어떤 브랜드인지 크게 신경 쓰지 않았습니다. 그러나 이제는 메모리 칩이 맞춤형 제품으로 변모하고 있으며, 특정 고객의 특정 성능 요구에 맞춰 실제로 설계해야 하는 상황입니다. 이는 메모리 반도체 산업의 패러다임이 변화하고 있음을 보여줍니다.

엔비디아는 SK하이닉스의 가장 큰 HBM 고객 중 하나이며, SK그룹과의 5,000억 달러 규모 계약의 일환으로 HBM의 안정적인 공급을 확보했습니다. 또한 차세대 메모리 공동 개발에도 합의했습니다. 이 계약에는 2027년까지 SK텔레콤과 함께 새로운 데이터 센터를 건설하는 계획도 포함되어 있어, 양사의 긴밀한 협력 관계를 보여줍니다.

SK하이닉스는 더 많은 제품을 생산하기 위해 막대한 비용을 지출하고 있습니다. 비용이 많이 드는 주된 이유 중 하나는 생산에 필요한 첨단 기계 때문입니다. SK하이닉스 이천 본사는 서울 남동쪽으로 1시간 거리에 위치한 가장 큰 생산 시설이며, 이곳의 팹에는 700대의 오버헤드 호이스트 트랜스포트(OHT)가 설치되어 있습니다. 이 OHT는 대당 최대 7만 달러에 달하며, 각각 25개의 웨이퍼가 담긴 자동화 차량을 캠퍼스 내 팹들 사이로 운송합니다. SK하이닉스는 이곳이 세계에서 가장 긴 클린룸 트랙이라고 밝히고 있습니다. 특히, 유리 뒤에 있는 ASML의 극자외선(EUV) 리소그래피 장비는 칩에 가장 미세한 회로를 식각하는 데 필수적인 기계이며, 이를 만드는 세계 유일의 회사입니다. SK하이닉스는 메모리 산업 최초로 ASML의 가장 진보된 4억 달러짜리 하이-NA 장비를 보유하고 있으며, 2027년까지 총 80억 달러를 EUV 장비에 투자할 예정입니다.

SK하이닉스는 과거에도 엄청난 불확실성에 직면했던 경험이 있습니다. 90년대 후반 아시아 금융 위기 때는 모회사가 파산 직전까지 갔고, 2023년의 최근 주기 침체에서는 메모리 공급 과잉으로 약 60억 달러에 가까운 영업 손실을 기록했습니다. 이러한 경험에도 불구하고 AI 시대는 새로운 도전 과제를 제시하고 있으며, 이번에는 무엇이 다를지에 대한 질문이 던져지고 있습니다.

이 현장은 독점적으로 처음 공개되었으며, 인디애나 팹은 SK하이닉스의 미국 내 개인 제조 시설이 될 것입니다. 이를 위해 미국 시장에 약 40억 달러가 투자될 예정입니다.

SK하이닉스가 인디애나를 미국 첫 생산 시설 부지로 선택한 주요 이유는 세 가지입니다. 첫째, 인디애나는 충분한 전력과 물을 확보하고 있습니다. 둘째, 인디애나 주는 SK하이닉스를 기꺼이 지원하려는 정부의 강력한 의지를 보였습니다. 셋째, 인디애나는 퍼듀 대학교와 UI와 매우 가까워 필요한 인력을 확보하기 용이하다는 점이 고려되었습니다.

SK하이닉스의 가장 큰 시장 중 하나인 미국에서는 HBM 경쟁의 다른 두 선두 주자들이 훨씬 더 큰 존재감을 가지고 있습니다. 삼성은 텍사스에 거대한 새로운 팹을 건설했지만, 이는 메모리가 아닌 로직 칩을 위한 것입니다. 한편, 미국 기반의 마이크론은 아이다호와 뉴욕주 북부에 거대한 메모리 제조 팹에 2,500억 달러를 지출하고 있어, HBM 시장에서의 경쟁이 더욱 심화될 것으로 예상됩니다.

미국은 훌륭한 소프트웨어 엔지니어들과 강력한 소프트웨어 산업을 가지고 있지만, 하드웨어 측면에서는 한국, 대만, 일본이 다소 더 나은 위치에 있습니다. SK하이닉스는 이러한 상호 보완적인 강점을 함께 활용하여 시너지를 창출하고 성공을 이루기를 희망하고 있습니다. 그래서 이 회사를 설립하게 되었습니다.