💾 오픈AI發 반도체 수요 폭증 … 메모리·소부장株 동반랠리

이미지=매일경제

 

🚀 코스피 3500선 돌파, AI 밸류체인 전체가 움직이다

미국 오픈AI와 한국 반도체 기업들 간의 역사적인 협력이 코스피를 3500선 위로 끌어올리는 훈풍으로 작용했다. 2025년 10월 1일, 삼성전자와 SK하이닉스가 오픈AI의 5000억 달러 규모 스타게이트 프로젝트에 합류하면서 글로벌 AI 밸류체인 전체가 들썩이기 시작했다. 이는 단순한 반도체 공급 계약을 넘어 AI 인프라 생태계 전반의 지각변동을 예고하는 신호탄이었다.

 

삼성전자는 당일 거래에서 3.7% 상승한 89,200원을 기록했고, SK하이닉스는 7.6% 급등한 386,500원에 거래를 마쳤다. 코스피 지수는 약 2% 상승하며 3,528.84포인트로 사상 최고치를 경신했다. 미국 시장에서도 반향은 컸다. 마이크론은 8.86%, 웨스턴디지털은 8.77%, 인텔은 7.12% 상승하며 메모리 반도체 섹터의 부활을 알렸고, 장비 업체인 램리서치와 어플라이드머티어리얼즈도 각각 6.64%와 6.35% 급등했다.

 

📊 월 90만장 D램 웨이퍼, 글로벌 생산량의 40%

오픈AI가 삼성전자 및 SK하이닉스와 체결한 공급 계약의 규모는 상상을 초월한다. 양사는 2029년까지 월 90만장의 D램 웨이퍼를 생산할 계획이다. 이는 2025년 전 세계 D램 생산 용량인 약 225만장의 40%에 해당하는 엄청난 물량이다. 특히 고대역폭메모리인 HBM에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서, 메모리 반도체 시장 전체가 새로운 슈퍼 사이클에 진입했다는 평가가 나온다.

 

오픈AI는 스타게이트 프로젝트를 통해 전 세계에 AI 데이터센터를 구축하고 있다. 이 과정에서 AI 가속기와 서버에 필요한 메모리 반도체 수요가 기하급수적으로 늘어나고 있다. 한국의 두 메모리 반도체 기업은 글로벌 HBM 시장의 약 80%를 장악하고 있어, 이번 계약은 양사에게 결정적인 기회로 작용하고 있다.

📈 HBM 시장, 올해 96% 성장 전망

HBM 시장의 성장세는 놀랍다. 스위스 UBS는 2025년 HBM 시장이 전년 대비 96% 성장할 것으로 전망했다. 세계반도체무역통계기구는 2025년 HBM 시장 규모가 전년 대비 81% 급증할 것으로 예측했으며, 가트너는 2028년까지 전체 D램 시장에서 HBM이 차지하는 비중이 30.6%에 달할 것으로 내다봤다. 2023년 13.6%였던 비중이 불과 5년 만에 두 배 이상 증가하는 셈이다.

 

시장조사기관 KDI에 따르면 HBM 시장은 2022년 27억 달러에서 2029년 377억 달러로 연평균 46% 성장할 전망이다. 이러한 성장은 AI 서버, 데이터센터, 고성능 컴퓨팅 분야에서 HBM 채택이 빠르게 확산되고 있기 때문이다. 엔비디아, AMD, 구글, 마이크로소프트 등 주요 빅테크 기업들이 차세대 AI 칩에 탑재하는 메모리 용량을 기존 대비 2~3배 확대하면서 단가와 출하량이 동시에 증가하는 완벽한 수요 사이클이 형성되고 있다.

 

 

연도HBM 시장 규모전년 대비 성장률D램 내 비중

2022	27억 달러	-	-
2024	182억 달러	-	13.6%
2025	310억 달러 (추정)	96%	24%
2028	316억 달러 (전망)	-	30.6%
2029	377억 달러 (전망)	-	-

출처: UBS, 가트너, KDI 경제교육·정보센터

💰 목표주가 잇단 상향, 삼성전자 12만원·SK하이닉스 50만원

증권가는 메모리 슈퍼 사이클 본격화에 맞춰 목표주가를 공격적으로 상향 조정하고 있다. 맥쿼리는 삼성전자 목표주가를 26% 올린 12만원으로 제시했고, 신한투자증권은 기존 9만원에서 11만5000원으로 27.7% 상향했다. 한국 증권사 중 가장 높은 수준이다.

SK하이닉스에 대한 기대감은 더욱 뜨겁다. 신한투자증권은 목표주가를 38만원에서 50만원으로 무려 32% 상향 조정했다. SK증권은 48만원, KB증권은 46만원을 제시하며 'HBM 최강자'로서의 입지를 재확인했다. SK하이닉스는 세계 최초로 HBM4 개발을 완료하고 양산 체제를 구축한 상태다. 올해 영업이익 컨센서스는 38조7000억 원으로, 한 달 전보다 4% 상승했다.

 

삼성전자는 3분기 실적이 시장 예상을 크게 뛰어넘을 것으로 전망된다. 신한투자증권은 3분기 매출을 전 분기 대비 13.2% 증가한 84조4000억 원, 영업이익을 116.3% 급증한 10조1000억 원으로 예상했다. 특히 반도체 부문 영업이익만 6조1000억 원에 이를 것으로 보인다. 파운드리와 HBM 관련 우려가 완화되면서 실적과 밸류에이션이 동시에 상승하는 국면에 진입했다는 분석이다.

 

🔧 소부장주도 동반 상승, HBM 테스트 장비 70% 급등

메모리 반도체 호황은 소재·부품·장비 기업들에게도 큰 기회다. HBM뿐만 아니라 범용 D램, 낸드플래시까지 업종 전반이 성장세를 이어가면서 소부장 기업들의 실적 개선이 가시화되고 있다.

 

HBM 테스트 장비 업체인 유니테스트는 지난 9월 이후 주가 상승률이 43%에 달했고, 테크윙은 70.4%나 급등했다. 반도체 장비 기업 피에스케이홀딩스도 9월 이후 37.35% 상승했다. 전력 인프라 기업인 HD현대일렉트릭은 10월 2일 4.87% 상승하며 AI 밸류체인 전반의 상승 흐름을 확인시켰다.

 

AI 데이터센터 구축에는 반도체뿐만 아니라 전력, 냉각, 네트워크 인프라가 필수적이다. 빅테크들이 데이터센터에 공격적으로 투자하면서 관련 밸류체인 전체가 수혜를 입고 있다. 상위 클라우드서비스 공급자들의 설비 투자 규모는 2018년 800억 달러에서 2024년 2000억 달러, 2025년에는 2500억 달러로 확대될 전망이다.

 

🌏 글로벌 반도체 시장도 들썩, 중국도 AI 경쟁 가세

중국 반도체주도 크게 상승했다. 장비주인 몽타주테크놀로지는 7.8% 올랐다. 미국과의 AI 인프라 경쟁이 결국 중국 반도체 기술 자립으로 이어질 것이라는 전망에서다. 미국의 반도체 수출 규제가 강화되면서 중국은 독자적인 HBM 개발에 박차를 가하고 있다. 중국 메모리 기업 CXMT가 2026년까지 HBM2 제조를 목표로 하고 있지만, 이는 10년 전에 개발된 기술로 여전히 한국 기업들과 기술 격차가 크다.

 

일본의 소프트뱅크도 오픈AI와 손잡고 스타게이트 프로젝트에 참여하면서 AI 인프라 구축 경쟁에 본격 뛰어들었다. 소프트뱅크 CEO 손정의는 향후 4년간 5000억 달러를 AI 인프라에 투자할 계획이라고 밝혔다. 글로벌 빅테크와 투자자들이 AI 생태계 구축에 천문학적 자본을 쏟아붓고 있는 셈이다.

 

⚠️ 우려의 목소리도 존재, 밸류에이션 부담과 수요 지속성

 

하지만 일각에서는 우려의 목소리도 나온다. 이미 빅테크들이 현금흐름의 대부분을 설비투자에 쓰고 있는 상황에서 반도체 수요가 얼마나 강하게 지속될지에 대한 의구심이 있다. iM증권 이웅찬 연구원은 "AI 투자 재원에 대한 의구심이 기술주 약세로 나타날 수 있다"며 "오픈AI도 투자자금이 넉넉한 것은 아니다"고 경고했다.

 

하나마이크론이 한 달 만에 80% 오르면서 주가이익비율이 300배까지 치솟는 등 소부장주들은 짧은 시간 밸류에이션 부담이 커졌다. 향후 미국 금리 변화에 따른 변동성이 클 수 있다는 지적도 나온다.

 

마이크론은 2025 회계연도 1분기 실적 발표에서 스마트폰과 PC 등 소비자 기기의 부진으로 시장 기대를 밑도는 전망치를 제시한 바 있다. HBM을 포함한 데이터센터 관련 매출이 전년 대비 400% 증가했지만, 소비자 기기의 부진을 완전히 상쇄하기에는 부족했다. 이는 AI 수요만으로는 메모리 시장 전체를 떠받치기 어려울 수 있다는 신호로 해석된다.

 

 

🎯 메모리 슈퍼 사이클의 시작, 한국 반도체의 골든타임

그럼에도 불구하고 시장의 전반적인 분위기는 낙관적이다. 글로벌 반도체 시장 규모는 2025년 7050억 달러에서 2030년 또는 2031년에는 1조 달러를 돌파할 것으로 전망된다. 가트너는 2023년부터 2028년까지 GPU 및 메모리가 이끄는 반도체 시장의 연평균 성장률을 9.4%로 예상했다.

 

D램 현물가격은 2025년 들어 7개월 연속 상승세를 이어가고 있다. 10월 기준 8Gb DDR5가 개당 3.5달러 선을 돌파하며 2018년 슈퍼 사이클 당시 고점인 3.2달러를 넘어섰다. 업계에서는 이를 역대 최고가로 평가하고 있다.

 

삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 HBM 시장의 약 95%를 장악하고 있다. SK하이닉스는 52.5%, 삼성전자는 42.4%의 점유율을 기록하며 사실상 시장을 독점하고 있다. 이들이 HBM3E 8단과 12단 제품을 양산하고, HBM4 개발을 완료하면서 기술적 우위를 더욱 공고히 하고 있다.

 

오픈AI와의 협력은 단순한 공급 계약을 넘어 한국이 글로벌 AI 인프라의 핵심 파트너로 자리매김하는 계기가 될 것으로 보인다. 삼성전자는 메모리 반도체뿐만 아니라 시스템반도체, 파운드리 사업 역량을 활용해 AI 학습과 추론 전 과정에 필요한 차별화된 솔루션을 제공할 계획이다. SK텔레콤은 오픈AI와 '스타게이트 코리아' 데이터센터를 국내에 구축하고, 삼성물산과 삼성중공업은 해상 부유식 데이터센터를 개발할 예정이다.

 

AI 시대의 핵심 인프라인 메모리 반도체를 장악한 한국 기업들에게 지금은 골든타임이다. 메모리 슈퍼 사이클이 본격화되면서 삼성전자와 SK하이닉스는 물론, 소부장 생태계 전반이 새로운 성장 국면에 진입했다. 다만 급격한 주가 상승에 따른 밸류에이션 부담과 AI 투자의 지속 가능성에 대한 면밀한 모니터링이 필요한 시점이다.

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