구형 D램 폭등의 역설, HBM 호황이 만든 사이클 피크 신호

인공지능(AI) 고대역폭메모리(HBM) 수요 폭주가 20년 전 출시한 구형 반도체 가격까지 밀어올리는 역설적 구조 왜곡을 낳았다.

삼성전자와 SK하이닉스가 첨단 제품에 생산 능력을 집중하면서 단종 직전인 레거시(구형) D램 공급이 급감한 탓이다. 첨단 칩의 공정 쏠림과 후공정 병목에 직면한 중하위 전방 시장에서 하위 규격으로 수요가 옮겨가는 연쇄 밀림 현상과 레거시 설계 고수 전략이 맞물리며 구형 칩 시장에 과도한 부하가 걸리고 있다.

글로벌 시장조사업체 트렌드포스(TrendForce)는 최근 보고서에서 2003년 첫 등장한 DDR2 D램 계약 가격이 2026년 2분기에만 전 분기 대비 55%에서 60% 올랐다고 발표했다. 오는 3분기에도 35%에서 40% 추가 상승할 전망이다.

대만 IT 전문매체 퓨어PC(PurePC)도 지난 23일(현지시각) 이 현상을 집중 보도하며, AI 인프라 확충이 초래한 메모리 시장의 공급 절벽이 산업 전반의 원가 상승과 메모리 투자 사이클의 전환점을 예고한다고 진단했다.

메모리 시장의 수급 불균형은 하위 규격으로 수요가 전이되는 연쇄 압박(cascading demand)을 촉발했다.

고성능 인프라에 소요되는 최신 DDR5 D램 공급난이 장기화하자 중간 티어 시장의 DDR4 수요가 타이트해졌고, 이 여파가 DDR3와 DDR2까지 도미노식으로 밀려내려오는 흐름이다.

이에 따라 상대적으로 사양 제약이 덜한 산업용 자동화 장비(PLC), 자동차 인포테인먼트 시스템, 저가형 백색 가전 제조사들을 중심으로 기존 설계를 구형 규격에 맞춰 변경하는 기술적 우회책이 확산하고 있다.

이러한 다운그레이드 설계 변경은 기술적 한계를 동반한다. DDR5에서 DDR2로 내려갈 경우 데이터 처리 대역폭(Bandwidth)이 급감하고 대기 전력 소모 및 지연 시간(Latency) 손실률이 발생한다.
그럼에도 완제품 제조사(OEM)들이 부품 조달 안정성을 위해 성능 저하를 감수하는 이유는 공장 가동 중단 사태를 막기 위한 최선의 생존책이기 때문이다.

공급 측면의 탄력성은 제로에 가깝다. 현재 DDR2는 주로 90nm~110nm급 노후 공정에서 생산되며, 전 세계에서 대만 윈본드(Winbond)와 ESMT 두 곳만 생산 라인을 유지하고 있다.

장비 노후화와 낮은 투자대비수익률(ROI) 때문에 대규모 증설이 불가능한 구조다. 특히 중국 창신메모리(CXMT) 등 신생 가세업체들은 DDR4 공정에만 집중하고 있어 DDR2 시장의 공급 공백을 메울 대안이 없다.


국내 반도체 대기업들은 구형 D램 가격 상승에 대응할 여력이 없다. 삼성전자와 SK하이닉스는 이미 수익성이 낮은 레거시 공정을 과감히 축소하고, 한정된 웨이퍼 공간을 HBM4와 최신 DDR5 라인으로 전환하는 데 사활을 걸었기 때문이다.

여기서 핵심은 현재의 HBM 공급 부족이 단순한 웨이퍼 캐파 부족이 아니라, 실리콘관통전극(TSV) 및 대만 TSMC의 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate) 등 첨단 패키징 공정 병목에서 기인한다는 점이다.

이는 메모리 사이클이 과거처럼 '웨이퍼 캐파'가 아니라 '후공정 기술'에 의해 결정되는 구조로 변화했음을 의미한다. 후공정 병목으로 인해 첨단 칩 공급이 지체되자 전방 수요가 레거시 시장으로 번지며 풍선효과를 극대화했다.

이러한 첨단 패키징 라인의 증설은 설비 발주부터 가동까지 최소 2~4분기의 시차를 동반하므로, 단기간 내에 병목이 풀리기 어렵다는 특성을 지닌다.

국내 반도체 업계에서는 HBM 중심의 포트폴리오 전환은 영업이익 극대화에 필수적이지만, 특정 고객(엔비디아, 빅테크 하이퍼스케일러)에 대한 매출 집중도가 과도하게 높아지는 리스크를 동반한다고 말한다.

글로벌 빅테크의 설비투자(CAPEX)가 조금만 조정돼도 후공정 병목에 묶여있던 캐파 전체가 과잉 공급으로 돌변할 수 있다는 경고도 나온다.


DDR2 가격의 60% 폭등은 전방산업의 원가 부담으로 직결되지만, 기업 규모에 따라 받는 충격의 깊이는 완전히 다르다.

전체 완제품 제조원가(BOM)에서 메모리 반도체가 차지하는 비중은 가전제품이 1~5%, 자동차 부품이 2~10% 수준이다. 대형 가전사나 완성차 대기업은 장기 공급 계약(LTA)을 통해 가격 변동 위험을 헤지하고 있어 완제품 단가에 미치는 직접적 영향은 제한적이다.

반면 공급망 다변화 능력이 없고 현물 시장(Spot)에 의존하는 중소 부품 협력사들은 마진율에 치명타를 맞는다. 윈본드 등 대만 공급사들이 가동률을 극적으로 높이지 않는 한, 원가 상승 압박을 고스란히 떠안은 중소 제조업체부터 공급망 균열이 시작될 수 있다.

다만 정부와 반도체협회가 중소 부품사를 대상으로 대만 유통망 핫라인을 개설하고 레거시 칩 대체 설계 마이그레이션 비용을 지원하는 방안을 추진 중이어서 극단적인 붕괴를 막을 완충 요인은 존재한다.


역사적 데이터는 현재의 레거시 폭등을 사이클 피크 근접 가능성을 강하게 시사하는 경고음으로 지목한다. 지난 2017~2018년 슈퍼사이클 당시에도 첨단 공정 전환에 따른 레거시(DDR2/DDR3) 스팟 가격 급등 현상이 나타났고, 정확히 2~3분기 후에 메인스트림 D램의 평균판매단가(ASP)가 정점(Peak)을 찍고 하락 반전했다.

IT 자산 거품이 붕괴했던 2021년 역시 서버·PC D램 과열과 레거시 타이트 현상이 맞물린 직후 2022년 업황 급락으로 이어진 바 있다.

지금의 DDR2 폭등은 단순한 공급 부족을 넘어, 첨단 공정의 기술적 병목과 구형 공정의 폐쇄가 맞물려 발생한 시장의 '구조적 왜곡'이자 업황 말기 진입 신호로 해석될 여지가 크다.

이에 투자자들은 단기 과열에 현혹되지 않고 정교한 시나리오별 대응책을 마련해야 한다.

증권가에서는 현재 시장은 과열의 임계점에 다다르고 있으며, 대만 레거시 메모리사의 가동률 변화, CoWoS 패키징 캐파 증설 속도, HBM 가격 프리미엄의 축소 여부, 그리고 북미 하이퍼스케일러들의 분기별 CAPEX 가이던스 변화를 결합해 포트폴리오의 리스크 관리를 실행해야 할 때라고 제언한다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com