SK하이닉스 영업이익률 TSMC 상회, 마이크론은 엔비디아 수주 실패... HBM 섹터 지각변동 직면하나?

TradingKey - 최근 복수의 조사 보고서는 HBM 시장의 공급 구조 변화를 지적했다. 마이크론 (MU)은 기술 로드맵 선택에서의 전략적 오류로 인해 엔비디아 (NVDA)의 공급망에서 제외된 반면, 경쟁사인 SK하이닉스와 삼성전자가 시장 점유율 전체를 차지할 전망이다.

한편, SK하이닉스의 최신 실적 발표에 따르면 4분기 영업이익률이 58%에 달해 파운드리 거물인 TSMC (TSM)를 앞질렀다.

HBM3 시대에 뒤처졌던 삼성은 주류 무대로 복귀한 반면, 과거 선두주자였던 마이크론은 엔비디아의 수주를 놓쳤다. HBM 분야가 재편을 맞이하고 있는 것일까?

HBM 프리미엄

SK하이닉스의 4분기 실적 발표에 따르면 분기 영업이익이 전년 동기 대비 2배 이상 증가한 역대 최고치인 19조 2,000억 원(135억 달러)을 기록하며, 2025년 연간 매출, 영업이익, 순이익 모두 사상 최고치를 경신했다. 이번 실적은 SK하이닉스가 자체 기록을 넘어섰을 뿐만 아니라 라이벌들을 압도했음을 보여준다. 해당 기간 58.4%의 영업이익률은 TSMC의 54%를 상회했으며, 연간 영업이익은 삼성을 앞질렀다.

분석가들은 이러한 기록적인 실적이 주로 고대역폭메모리(HBM)에 의해 주도되었으며, 연간 HBM 매출이 전년 대비 2배 이상 증가한 것으로 분석하고 있다.

2025년부터 AI 수요의 증가는 고성능 메모리 수요 급증으로 이어졌다. SK하이닉스는 2024년 9월 업계 최초로 HBM4 양산에 성공했으며 HBM3E와 HBM4를 동시에 안정적으로 공급할 수 있는 유일한 기업이기에, HBM 분야에서 막강한 협상력을 보유하고 있으며 이는 HBM 매출의 큰 폭 성장을 이끈 직접적인 원인이 되었다.

또한, 2025년 하반기부터 메모리 칩이 새로운 호황기에 진입하며 평균판매단가(ASP)와 출하량 모두 크게 증가했다. 4분기 기준 전통적인 DRAM 칩의 평균판매단가는 전분기 대비 약 25% 상승했고, 낸드플래시는 30% 이상 상승하며 두 품목 모두 SK하이닉스의 수익성을 끌어올렸다.

마이크론의 전략적 실책

현재 SK하이닉스는 삼성과 마이크론 등 오랜 경쟁사를 제치고 글로벌 HBM 시장 점유율의 절반 이상을 차지하며 엔비디아의 주요 공급사가 되었다. 또한 SK하이닉스는 마이크로소프트 (MSFT)의 자체 AI 칩 공급망에도 진입하며 지배적인 지위를 더욱 공고히 하고 있다.

소식통에 따르면 엔비디아 루빈(Rubin) 플랫폼의 HBM4 공급 물량 배정에서 SK하이닉스가 70%의 핵심 점유율을 차지할 예정이며, 삼성은 초기 주문의 20%~30%를 확보한 것으로 알려졌다.

기술적인 측면에서 SK하이닉스의 HBM4 샘플은 10Gbps의 안정적인 전송 속도를 달성했으며, 삼성은 1c DRAM과 4nm 로직 다이 통합 기술을 통해 11.7Gbps 속도 장벽을 돌파하는 데 성공했다. 두 수치 모두 마이크론의 현재 기술 수준보다 현저히 높은 수준이다.

공급망 정보에 따르면 마이크론의 HBM4 베이스 다이는 방열 기준을 충족하지 못했으며, 핀 속도 또한 11Gbps 벤치마크에 도달하지 못한 것으로 나타났다. 이는 경쟁사들과 달리 TSMC로부터 로직 다이 파운드리 서비스를 받는 대신 독자 연구를 진행하기로 한 마이크론의 결정 때문인 것으로 분석된다. 현재 엔비디아의 베라 루빈(Vera Rubin) 칩은 생산 단계에 진입했으며 2026년 1월까지 공급망 인증 절차가 대부분 완료될 예정이어서, 마이크론은 올해의 마지막 기회의 창을 놓친 셈이다.

2강 구도의 재현?

HBM4 양산의 선점 효과를 활용해 SK하이닉스는 시장 점유율과 수익성 면에서 경쟁사인 마이크론과 삼성을 앞섰을 뿐만 아니라, 파운드리 최강자인 TSMC의 수익성마저 능가했다. 즉, 과거 TSMC의 첨단 칩 공정이 누리던 고도의 프리미엄을 SK하이닉스가 가져온 것이다. 이는 우리가 현재 반도체 시대에 살고 있지만, 그중에서도 특히 'HBM 반도체 시대'에 있음을 시사한다.

표준 칩과 달리 HBM은 높은 기술적 복잡성과 낮은 수율이 특징으로, 이는 더 높은 진입 장벽과 강력한 협상력으로 이어진다. 이 분야의 선두주자인 SK하이닉스는 전반적인 패키징과 핵심 메모리 다이(granule)를 통제하며 엔비디아의 가장 중요한 HBM 칩 공급업체로 자리매김했고, 이를 통해 더 높은 프리미엄을 누리고 있다.

비록 마이크론과 삼성이 일시적으로 뒤처져 있으나, 두 회사 모두 여전히 SK하이닉스의 가장 강력한 경쟁자인 만큼 이러한 상황이 얼마나 지속될지는 지켜봐야 할 일이다.

삼성의 가장 큰 경쟁 우위는 HBM4 공정 기술 제공뿐만 아니라 메모리 다이 생산, 베이스 다이 제조, 패키징 완료까지 사내에서 모두 처리할 수 있어 제조 원가를 낮추고 가격 경쟁력을 확보할 수 있다는 점이다. 이러한 시너지는 하이닉스와 마이크론이 모방할 수 없는 부분이다. 또한 지난 수년간 삼성의 기술적 돌파구 역시 과소평가되어서는 안 된다. 2024년 HBM3 및 HBM3E 칩이 엔비디아의 기술 인증을 통과하지 못했음에도 불구하고, 삼성은 이미 2026년까지 엔비디아 수주 물량의 20%~30%를 확보했다.

현재 마이크론은 TSMC와의 협력을 계획 중이며 2분기에 HBM4 생산 능력이 급증할 것으로 기대하고 있다. 분석가들은 이르면 2분기에 엔비디아 인증 테스트에 다시 도전할 수 있을 것으로 보고 있다. 마이크론의 HBM4 샘플 핀 속도는 11Gbps를 초과했으며, 전력 소비 제어는 늘 마이크론의 전통적인 강점이었다. 만약 엔비디아의 검증을 성공적으로 통과한다면, 마이크론은 2026년 하반기부터 2027년까지의 반도체 사이클 동안 여전히 빛을 발할 수 있을 것이다.