PC·가전 등 ‘온디바이스 AI’ 경쟁
기기 맞춤형 칩·낸드 수요 늘어
‘D램 연결 기술’ CXL 시장도 확장
SK하이닉스, HBM3E 양산 준비

지난해 사상 최악의 혹한기를 보냈던 반도체 업계가 ‘생성형 인공지능(AI) 시대’를 맞아 다시 호황을 바라보게 됐다. 특히 올해부터 본격화될 ‘온디바이스 AI’ 시장 경쟁이 메모리 반도체 수요를 크게 확대할 전망이다.

삼성전자가 생성형 AI를 활용한 기능을 처음 탑재한 ‘갤럭시S24’ 시리즈를 공개할 예정인 가운데, 애플도 오는 9월 ‘아이폰16’에 생성형 AI를 적용할 것으로 추정된다. 업계는 AI 스마트폰 시장이 메모리 반도체 분야에 새로운 수요를 창출할 것으로 기대하고 있다.

특히 AI 기능을 기기에 탑재하는 온디바이스 AI 분야는 스마트폰뿐만 아니라 향후 PC, 가전, 자동차, 보안, 헬스케어 등 다양한 분야로 확산할 것으로 전망된다. 이에 따라 각 기기에 적합한 맞춤형 AI 칩 수요도 급증할 것으로 예상된다. 서버 대신 기기 자체에 AI 모델을 탑재하는 온디바이스 AI의 특성상 데이터를 저장하기 위한 고용량·고성능 낸드가 필수적인 만큼 그간 부진했던 낸드 수요도 늘어날 전망이다.

차세대 D램 기술로 떠오르는 ‘컴퓨트 익스프레스 링크’(CXL) 시장도 커질 것으로 관측된다. CXL은 AI, 머신러닝, 빅데이터 등 고성능 연산이 필요한 경우 다른 기종의 제품을 효율적으로 연결할 수 있는 차세대 D램 연결 기술이다. 시장조사업체 욜 인텔리전스에 따르면 글로벌 CXL 시장은 2028년 150억 달러(약 20조원)에 달할 것으로 전망된다. 삼성전자와 SK하이닉스는 CXL 상용화를 앞당기고 시장을 선점하기 위해 기술 개발에 나서고 있다.

SK하이닉스는 AI 반도체 성능을 좌우하는 ‘고대역폭메모리’(HBM) 반도체 시장에서 차세대 HBM 제품인 HBM3E를 양산할 예정이다. HBM3E는 SK하이닉스가 지난해 8월 개발에 성공한 현존 최고 성능의 메모리다. SK하이닉스는 상반기부터 이를 양산해 AI 빅테크 고객에게 공급한다는 계획이다.

HBM 시장은 SK하이닉스와 삼성전자가 양분하고 있다. 전체 시장 규모는 올해 약 2배 이상 성장할 것이란 전망이 나온다.