반도체 섹터, 삼성전자 ‘zHBM’ 공개로 본 AI 메모리 2라운드

AI 메모리 경쟁, HBM을 넘어 ‘적층 방식’ 싸움으로 넘어갔다

이번 주 미국 산타클라라에서 열린 세계 최대 메모리 학회 ‘FMS(Future of Memory and Storage) 2026’에서 삼성전자가 차세대 3D 메모리 구조 ‘zHBM’의 실물 목업을 처음 공개했습니다.

같은 자리에서 SK하이닉스도 차세대 메모리 ‘HBF’ 표준 규격을 삼성보다 한발 앞서 발표하면서, 국내 메모리 반도체 섹터는 ‘HBM 다음은 무엇인가’를 둘러싼 새로운 경쟁 국면에 들어섰습니다.

개별 종목의 매수·매도 판단이 아니라, 이 흐름이 반도체 섹터 전체에 어떤 의미를 갖는지 데이터로 짚어보겠습니다.

발단: AI 연산 속도는 빨라지는데, 메모리가 못 따라간다

지금 AI 반도체 업계가 마주한 가장 근본적인 문제는 ‘메모리 병목’입니다.

GPU 같은 AI 가속기의 연산 속도는 세대를 거듭할수록 비약적으로 빨라졌지만, 그 연산 칩에 데이터를 실어 나르는 메모리 쪽 대역폭이 이 속도를 따라가지 못하는 구조적 한계가 계속 지적돼 왔습니다.

지금까지 업계의 해법은 HBM(고대역폭메모리)이었습니다. 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 한 번에 많은 데이터를 주고받도록 만든 방식인데, AI 인프라 확산 속도가 워낙 빨라지면서 이제는 이 HBM만으로도 한계에 다다르고 있다는 게 삼성전자의 진단입니다.

삼성전자의 답, 메모리를 ‘옆’이 아니라 ‘위’로

삼성전자가 이번 FMS 2026에서 제시한 해법이 zHBM입니다. 기존에는 HBM을 AI 가속기 옆에 나란히 배치하고 인터포저로 연결하는 방식이 일반적이었는데, zHBM은 이 HBM을 아예 가속기 위에 수직으로 쌓아 올립니다.

데이터가 이동하는 물리적 거리 자체를 줄이는 접근입니다. 삼성전자가 공개한 수치로는 기존 HBM5 대비 성능이 최대 8배, 전력 효율은 최대 3배 향상되고 열 저항은 절반 이하로 줄어듭니다.

메모리와 AI 가속기 사이 인터레이어에 고객 맞춤형 회로 블록(IP)을 넣을 수 있도록 설계해, 고객사별로 메모리 용량과 가속기 성능을 함께 최적화하는 것도 특징입니다.

다만 이번 공개가 ‘zHBM 최초 발표’는 아닙니다. 삼성전자는 이미 지난 2월 zHBM 개념을 처음 소개했고, 이번에 나온 건 그 실물 모형을 처음으로 보여준 단계라는 점은 정확히 구분할 필요가 있습니다. 같은 행사에서 400단 이상의 차세대 낸드 ‘V10 BV-낸드’를 활용한 ‘zNAND-O’도 함께 공개돼, D램뿐 아니라 스토리지 영역까지 수직 적층 흐름이 확대되는 모습도 확인됐습니다.

SK하이닉스는 다른 길, 그리고 한발 빨랐다

같은 무대에서 SK하이닉스는 ‘HBF(고대역폭플래시)’의 첫 표준 규격을 공개했습니다.

HBF는 HBM과 SSD 사이에 위치하는 새로운 메모리 계층을 만드는 접근으로, 메모리를 쌓는 방식이 아니라 메모리 계층 구조 자체를 새로 설계하는 방식입니다. SK하이닉스는 지난해 8월 샌디스크와 HBF 표준화 협력을 시작해 약 1년 만에 이번 표준 규격을 내놓았는데, 발표 타이밍만 놓고 보면 삼성전자보다 한발 빨랐습니다. 지금의 HBM 시장에서는 SK하이닉스가 먼저 시장을 선점했다는 평가가 많았던 만큼, 이번 포스트 HBM 경쟁에서도 다시 한번 SK하이닉스가 속도전에서 앞서가는 모습을 보인 셈입니다.

숫자로 보는 삼성전자의 현재 위치

기술 로드맵과 별개로, 실제 매출 숫자도 함께 볼 필요가 있습니다. 삼성전자는 지난달 2분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 3분기 HBM4(6세대 HBM) 매출이 전 분기 대비 3배 이상 확대될 것이며, 하반기 기준 HBM4가 전체 HBM 매출의 60%를 넘어설 것이라고 밝혔습니다. 목표로는 HBM 시장 점유율을 삼성전자의 전체 D램 점유율 수준까지 끌어올리겠다는 계획도 제시했습니다.

2분기 메모리 매출은 120조 8000억 원으로 분기 기준 사상 최대치를 기록했고, 반도체(DS) 부문 영업이익은 89조 원을 넘어 2분기 전체 실적을 사실상 견인했습니다.

즉 zHBM 같은 차세대 기술 로드맵은 아직 실물 목업 단계지만, 그 이전 세대인 HBM4는 이미 실적으로 숫자가 찍히고 있는 단계라는 걸 함께 봐야 그림이 완성됩니다.

그렇다면 이 흐름이 실제 주가에는 어떻게 반영되고 있을까요. 삼성전자 일봉 차트로 확인해보겠습니다.

현재 삼성주가는 강한 하락세를 유지하고 있습니다

다시 상승을 위한 트리거는 분명 필요해보입니다.

마무리결론

정리하면 이번 이슈는 개별 기업의 단발성 이벤트가 아니라, 국내 메모리 반도체 섹터 전체가 ‘HBM 이후’를 놓고 서로 다른 기술적 해법을 들고나온 구조적 경쟁 국면으로 봐야 한다고 판단됩니다.

삼성전자는 적층 배치를 바꾸는 zHBM으로, SK하이닉스는 메모리 계층을 하나 더 만드는 HBF로 같은 문제(메모리 병목)에 다른 답을 내놓은 상황이고, 지금 단계에서는 어느 한쪽이 완전히 우위를 점했다고 보기는 이릅니다. 두 기술 모두 아직 목업·표준 규격 공개 단계이고, 실제 양산과 빅테크 고객사 채택까지는 시간이 더 필요하기 때문입니다.

다만 섹터 관점에서 확인해둘 만한 신호는 있습니다. HBM4처럼 이미 양산·매출로 이어지는 세대는 실적으로 숫자가 확인되고 있고, zHBM·HBF처럼 다음 세대 경쟁은 이제 막 개념 검증 단계에 들어섰다는 것입니다.

그래서 반도체 섹터를 지켜보실 때는 이번 목업 공개 자체보다, 앞으로 나올 실제 양산 일정과 고객사 채택 소식이 더 중요한 확인 포인트가 될 것으로 보입니다. 오늘 함께 붙인 삼성전자 일봉 차트로, 시장이 이번 소식을 현재 어떻게 반영하고 있는지 앞으로 시간을 두고 살펴보겠습니다.