저자: 노근창 · 한국인
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마이크로소프트 마이아200, 엔비디아 신규 6개 칩(스위치 칩 CPO 등) 공개로 클라우드 커스텀 가속기 확산은 메모리(HBM·DRAM·낸드) 수요 증가로 이어져 삼성전자·SK하이닉스에 우호적이라는 주장. 반도체 실적 호재 기대, 삼성 파운드리 2나노 경쟁력 회복 기대. 단 가격 급등에 따른 '계속 오르는 것' 자체가 부담 요인으로 언급됨.
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마이크로소프트·아마존·구글의 자체 칩 확대, 반도체 업계엔 호재
마이크로소프트에 마이아 200이라는 칩이 있는데, 그 제품은 HBM을 216GB 답니다. 마이크로소프트도 자체 가속기와 CPU를 같이 갖추는 것이 이제 상식이 됐어요. 클라우드 사업자들이 자체 커스텀 가속기를 공격적으로 출시하면, 우리 기업 입장에서는 HBM의 수요처가 더 생기는 겁니다.
구글, 아마존 같은 빅테크가 자체 반도체를 설계해 만드니까 엔비디아가 타격을 받는 거 아니냐, 엔비디아가 타격을 받으면 하이닉스나 삼성전자도 타격을 받는 거 아니냐는 얘기들이 떠돌았죠. 칩이 계속 확장된다고 했을 때 이것이 어떤 영향을 미치는지 어떻게 봐야 할까요? 우리 기업한테는 너무 좋은 거죠. 그들끼리 싸우는 거고, 우리는 거기에 HBM을 팔고 모바일 D램을 팔고 서버 D램을 팔면 됩니다. 그들이 자기들끼리 더 좋은 제품을 만들기 위해 더 미세 공정으로 가속기를 만들고, 전력 소모가 적은 CPU를 만들어 주면 우리는 아주 고마운 거죠. 더 좋은 스펙, 더 낮은 전력, 더 큰 대역폭, 더 적은 레이턴시를 가진 프리미엄 메모리 제품을 더 팔 수 있으니까요.
마이아 100은 원래 마이크로소프트가 가속기로 개발하려던 칩인데, 인텔에 파운드리를 맡기려 했어요. 그런데 인텔이 좀 부진하니까 결국 TSMC에서 3나노로 만들었습니다. 아마존의 트레이니엄 3, 구글의 아이언우드는 HBM을 192GB 달았는데, 마이크로소프트는 216GB를 달았어요. 엔비디아 블랙웰 울트라 288GB, AMD MI400 시리즈보다는 적지만, 빅테크들이 자체 커스텀 가속기를 공격적으로 내놓으면 우리 입장에서는 HBM 수요처가 더 생기는 겁니다. 그래서 저희는 오히려 즐거운 비명이라고 말씀드리겠습니다.
엔비디아 신규 칩 6종, 랙 단위 설계로 전환
엔비디아가 이번에 여섯 개 칩을 공개했습니다. GPU는 단품으로도 팔고, CPU 한 개와 GPU 두 개를 묶은 슈퍼칩도 많이 팔리고 있어요. 이번 여섯 개는 엔비디아의 랙 디자인에 최적화된 신규 칩들이고, 특히 다섯 개는 컴퓨트 트레이에 들어갑니다. GB300 NVL72 같은 랙에는 트레이가 28개 들어가죠. 랙 단위로 설계하면 전력 효율이 높아지고, 칩끼리 스케일업해서 성능을 끌어올릴 수 있습니다. NV링크 스위치로 스케일업하는 것이 엔비디아가 자랑하는 부분이고, 요즘은 스케일아웃도 강조하고 있어요. 스케일아웃은 떨어져 있는 랙들을 연결하는 겁니다.
이번에 공개한 칩 중 하나는 스위치 칩인데, 네트워크 장비에 들어가는 칩이에요. 여기에 엔비디아 최초로 실리콘 포토닉스 기반 CPO를 붙였습니다. 여섯 개 중 하나는 스케일아웃용이고, 나머지 다섯 개는 베라 루빈 같은 제품과 함께 데이터센터의 데이터 전달 효율을 높이는 용도입니다. DPU는 네 번째 버전인 블루필드 4가 나왔고, 스케일업용 NV링크 스위치도 업그레이드됐어요. 쉽게 말해 랙 기준 솔루션이 고객에게 훨씬 효율적이라는 것을 엔비디아가 강조하는 겁니다.
이 방향은 엔비디아만 가는 게 아니에요. AMD도 같은 날 AI 행사를 했는데, 헬리오스 랙을 공개했습니다. CPU는 여전히 X86이고, 가속기를 넣었고, 엔비디아처럼 DPU와 네트워크 인터페이스 카드도 넣었어요. AMD는 2022년 펜산도라를 인수해서 DPU와 NIC 기술을 확보했고, 그 결과 엔비디아가 지향하는 것과 거의 같은 형태의 랙을 내놨습니다. 즉 업계 전체가 절대적으로 랙 단위로 변하고 있다는 뜻이에요. 아마존도 트레이니엄 가속기, 그래비턴 CPU, 자체 네트워크 스위치 칩을 갖고 하나의 랙으로 구성하는 울트라 서버를 강조하고 있습니다. 이 변화 속에서 미국의 숨은 보석 같은 기업들을 찾는 것도 좋은 투자 아이디어가 될 수 있을 거라고 봅니다.
엔비디아의 인수합병과 네트워킹 기술의 부상
엔비디아는 M&A를 많이 합니다. 데이터센터 내부 연결에는 이더넷을 많이 쓰는데, 레이턴시를 더 줄이는 기술이 필요하니까 이스라엘 멜라녹스를 인수했어요. 멜라녹스는 인피니밴드라는 인터커넥트 기술을 갖고 있었죠. 또 커넥트X, 커넥트9을 만든 회사를 인수해서 네트워크 인터페이스 카드 기술도 보완했습니다. 전력난이 심해지고 데이터센터의 저전력화와 효율이 중요해지면서 TCO, 즉 총소유비용을 줄여 주는 기업들이 초과 성장할 것 같아요.
여기서 용어를 정리하면, 같은 랙 안의 칩을 묶어 쓰는 것을 스케일업, 물리적으로 떨어진 랙을 연결하는 것을 스케일아웃, 데이터센터끼리 연결하는 것을 스케일어크로스라고 합니다. 네트워킹 기술이 데이터센터에서 굉장히 중요해졌고, 인터커넥트와 네트워킹 핵심 기술이 밸류체인에서 상당히 주목받을 것 같습니다.
마벨도 작년에 실리콘 포토닉스 관련 특허를 많이 가진 회사를 인수했어요. 기술을 내재화하려는 흐름입니다. 데이터센터 간 연결과 서버 간 연결은 대역폭을 넓히고, 레이턴시를 낮추고, 저전력을 구현하고, 발열을 관리하는 것이 중요해요. 그래서 이런 기업들이 당분간 중요해질 것 같습니다. 광통신에 주로 쓰이던 광트랜시버 기업들도 최근에는 실리콘 포토닉스 레이저를 만들고 있어요. 미국의 코히런트가 대표적입니다. 엔비디아는 이번에 스위치에 CPO를 붙였지만, 궁극적으로는 GPU에 CPO를 붙이는 시점이 얼마 안 남은 것 같아요. 스위치에 CPU를 붙이는 건 아직 니치 시장이고, 메인스트림 가속기 옆에 CPO를 붙이는 것이 새로운 메인스트림이 될 겁니다. 구리선보다 광섬유가 데이터 손실이 적고 열도 덜 나니까 광통신에 대한 관심을 가질 필요가 있어요. 실제로 관련 주가도 많이 움직였고, 미국과 유럽에 관련 기업이 많습니다.
국내 기업 현황과 유리기판 전망
국내 기업들은 실리콘 포토닉스 쪽에 준비하는 곳이 많지 않아요. 일부 R&D를 하는 기업은 있지만, 한국은 유리기판에 관심이 더 많았습니다. 반면 대만과 미국은 실리콘 포토닉스에 주로 관심이 많고, 이미 제품화도 됐어요. 베라 루빈 울트라 탑재 제품의 스위치에 들어갔죠. 이 분야는 대만, 미국, 일부 유럽 기업이 주도할 것으로 봅니다.
유리기판은 인터포저와 서브스트레이트로 구분해서 봐야 합니다. 패키지 서브스트레이트 기업들은 유리 기판 쪽으로 준비를 많이 하고 있고, 인터포저 쪽도 준비하는 곳이 많아요. 다만 이 준비가 누구를 위한 준비인지 고민해야 합니다. 기반 R&D는 중요하고, HBM도 시장에 들어가면 늦으니까 선제 준비는 의미가 있어요. 그런데 가속기 고객들이 당장 유리기판을 쓰지 않으면 시간이 더 필요하죠. 가속기의 대부분은 TSMC가 만듭니다. 엔비디아, AMD, 아마존, 마이크로소프트, 구글, 메타, 그리고 오픈AI와 브로드컴이 협업하는 제품도 TSMC가 만들어요. TSMC는 아직 유리기판에 대해 공개적으로 얘기하지 않고 있지만, 내부적으로는 글라스 인터포저 쪽을 강도 높게 연구하고 있을 겁니다. 현재 나온 건 실리콘 포토닉스 CPO이고, 향후 2, 3년 내에 가속기 옆에 붙을 CPO도 TSMC가 시장과 계속 얘기하고 있어요. 가속기 고객들이 TSMC의 의존도가 높은 상태에서는 유리기판이 조기에 상용화되려면 시간이 더 필요할 것으로 보입니다.
마이크로소프트 마이아 200, 그리고 HBM 공급 구도
마이아 200의 의미를 짚어 보겠습니다. 빅테크들이 자체 가속기를 만드는 이유는 특정 분야에서 전력 효율이 좋고, 컴퓨팅 능력이 높을 수 있기 때문입니다. 구글은 TPU, 아이언우드를 만들었고, 아마존은 트레이니엄과 인퍼런시아를 갖고 있죠. 메타는 MTIA 가속기와 디스크 CPU가 있습니다. 마이크로소프트는 클라우드 1위 기업인데도 가속기가 없었어요. 코발트라는 암 기반 자체 CPU는 있었지만 가속기는 없었습니다. 인텔에 파운드리를 맡기려다 차질이 생겼고, TSMC로 파트너를 바꾸면서 마이아 200이 나왔죠. 이제 주요 빅테크가 모두 자체 가속기와 CPU를 갖추는 것이 상식이 됐습니다.
마이아 200에 HBM을 하이닉스가 주로 공급할 것 같습니다. HBM 용량이 아마존과 구글보다 많아서 컨텐츠 규모도 큽니다. 공급사는 SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론 세 곳뿐이에요. HBM3까지는 하이닉스가 시장을 많이 컨트롤했는데, HBM4부터는 점유율이 그만큼 높지는 않을 것 같아요. 그렇다고 하이닉스가 나빠지는 건 아니고, 시장이 훨씬 커져서 같이 수혜를 보는 그림이 될 것으로 예상합니다.
빅테크들은 AI 투자를 계속 활발하게 할 수밖에 없고, 그래서 HBM을 공급하는 SK하이닉스와 삼성전자 모두 수혜를 받습니다. 반도체 산업에는 참 좋은 일이에요. 삼성과 하이닉스는 요즘 엔터프라이즈 SSD를 잘하고 있습니다. 소비자 제품 쪽 낸드는 별로 좋지 않지만, 데이터센터 추론 수요가 늘면서 KV캐시를 HBM에 붙여 두면 데이터 처리가 빨라지니까 메모리 수요가 커졌어요. 엔터프라이즈 SSD와 네트워크 SSD도 업그레이드되고 있습니다. 메모리 투자가 많지 않다 보니 공급은 더 타이트합니다. 낸드와 D램 모두 만화 같은 일이 벌어지고 있어요.
삼성전자 파운드리 회복 가능성
삼성전자 파운드리도 상황이 좋아지고 있습니다. 가동률이 올라가고 고객사도 늘고 있어요. 테슬라가 대표적이고, 삼성LSI를 통해 엑시노스 2600이 나옵니다. 2나노 공정에서 삼성이 먼저 양산해서 갤럭시 S26에 들어갈 거예요. TSMC는 애플에 들어갈 거니까요. 2나노에서 삼성이 경쟁력을 조기에 확보하면 그동안의 우려가 상당 부분 해소될 것으로 보고 있습니다.
파운드리 적자가 많이 났는데 흑자 전환에 대한 기대가 있죠. 흑자 전환도 중요하지만, 지금은 좋은 고객을 확보하는 R&D가 더 중요합니다. 메모리가 워낙 좋으니 감내할 수 있는 적자라면, 오히려 1.4나노 같은 R&D와 어드밴스드 패키징에 적극 투자하고, EUV 장비도 더 들여서 테일러 공장을 고도화하는 편이 낫습니다. 테슬라를 통해 좋은 트랙 레코드를 만들면 미국의 다른 고객들도 들어올 거고, 그러면 흑자는 안 나고 싶어도 안 날 수가 없을 겁니다. 당장의 분기 흑자보다 좋은 고객을 만족시키는 것이 훨씬 중요합니다.
1분기 반도체 호재와 악재
호재는 우리가 예상하기 어려운 실적이 나올 가능성입니다. 가격이 80~90% 오르면 기업들이 비용 처리로 실적을 감추려 해도 결과가 너무 크면 감출 수가 없을 거예요. 그게 호재가 될 겁니다. 악재는 가격이 계속 오르는 것 자체입니다. 조정이 나와야 하는데 지속적인 주가 상승에 대한 피로감이 생길 수 있어요. 다만 1분기까지는 가격이 이 정도로 오르면 투자자들이 기업들의 실적표를 확인하고 싶은 호기심이 클 겁니다. 그 호기심이 충족될 때까지는 악재가 그렇게 크지 않을 것으로 봅니다.
오늘 반도체 산업의 여러 관점을 살펴봤습니다. 반도체에 투자하시는 분들에게 도움이 되셨기를 바랍니다. 노근창 센터장님, 좋은 인사이트 감사합니다.
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