삼성전자와 SK하이닉스의 메모리 반도체 재고가 10일치도 남지 않은 수준까지 떨어졌습니다. 메모리에 대한 수요는 늘어나고 있지만, 공급이 제한되는 상황이 이어지고 있는 가운데, 내년에는 심각한 메모리 공급 부족이 나타날 수 있다는 전망까지 나왔습니다.

KB증권은 7일 내년 메모리 반도체 시장이 과거에 보기 어려웠던 수준의 타이트한 공급 환경에 진입할 것으로 전망했습니다. 단순히 반도체 경기가 회복되면서 재고가 줄어드는 정도가 아니라, 고객에게 실제로 판매할 수 있는 물량 자체가 부족해질 가능성이 있다는 분석입니다.

KB증권 김동원 리서치 본부장에 따르면 올해 3분기 현재 삼성전자와 SK하이닉스의 메모리 재고는 10일 미만까지 낮아졌습니다. 수요를 밀어 올리는 가장 강력한 원인은 AI입니다. 최근 글로벌 하이퍼스케일러들의 내년 AI 인프라 투자 규모는 전년 대비 60% 증가한 1조3000억 달러(약 1794조 원) 수준으로 상향됐습니다. AI가 단순한 기술 투자를 넘어 클라우드 AI 서비스와 토큰 과금, 에이전틱 AI, 모델 호스팅 등 실제 매출을 만들어내는 사업으로 연결되면서 빅테크 기업들이 데이터센터 투자 규모를 다시 키우고 있다는 것입니다.

문제는 AI 인프라에서 메모리가 차지하는 비중 자체가 급격히 커지고 있다는 점입니다. KB증권은 전체 AI 인프라 투자에서 메모리 반도체가 차지하는 비중이 지난해 14%에서 올해 40%, 내년에는 57%까지 확대될 것으로 예상했습니다. 불과 2년 만에 4배 수준으로 커지는 셈입니다. 트렌드포스 전망으로는 내년 AI 인프라 투자 가운데 메모리 비중이 최대 68%까지 올라갈 가능성도 있습니다.

과거 AI 투자가 GPU 확보에 집중됐다면 앞으로는 상황이 달라진다는 것입니다. AI 서버 한 대에 들어가는 HBM 용량이 계속 늘어나는 동시에 서버용 DDR5와 기업용 SSD 수요까지 함께 증가하고 있기 때문입니다. AI 데이터센터 한 곳이 들어설 때 HBM만 필요한 것이 아니라 범용 D램과 낸드까지 동시에 빨아들이는 구조가 만들어지고 있는 것입니다.

특히 내년부터 본격적으로 생산이 확대될 HBM4가 공급 부족을 더욱 심화시킬 가능성이 큽니다. 김 본부장에 따르면 HBM4는 범용 D램과 비교해 같은 생산량을 확보하는 데 훨씬 많은 웨이퍼 생산능력을 필요로 합니다. 쉽게 말해 HBM4 생산을 늘릴수록 기존에 범용 D램을 만들 수 있었던 생산라인의 상당 부분을 HBM에 내줘야 한다는 의미입니다.

김 본부장은 이를 ‘HBM4 1장 웨이퍼가 범용 D램 3장 웨이퍼에 해당하는 생산능력을 차지하는 구조’로 설명했습니다. 반도체 업체가 공장을 단기간에 세 배로 늘릴 수 없는 상황에서 HBM4 생산량을 확대하면 자연스럽게 일반 D램 생산 여력이 줄어듭니다.

결국 AI용 고부가 메모리를 더 많이 생산할수록 PC와 서버 등에 들어가는 범용 메모리 공급이 오히려 압박받는 역설적인 상황이 발생하는 것입니다. 생산업체 입장에서는 HBM 판매가 늘어나지만 시장 전체로 보면 공급할 수 있는 메모리 비트 증가 속도가 제한되는 구조입니다.

김 본부장은 이 같은 수급 구조를 감안할 경우 내년 D램과 낸드의 비트 수요가 공급을 10%포인트 이상 웃돌 것으로 예상했습니다. 반도체 산업에서 수요와 공급의 차이가 이 정도까지 벌어지면 단순한 가격 상승을 넘어 고객사가 필요한 물량을 원하는 만큼 확보하기 어려운 공급 부족 사태가 일어날 가능성이 높습니다.

이러한 상황 속 주가는 정반대로 움직였습니다. 삼성전자와 SK하이닉스 주가는 최근 3개월 동안 고점 대비 약 38% 하락했고, 내년 예상 실적 기준 주가수익비율(PER)은 약 3배 수준까지 내려왔습니다. 김 본부장은 두 회사가 향후 3년 동안 역대 최대 실적을 경신하고 대규모 주주환원 정책도 이어갈 가능성이 높다며 현재 주가가 극단적인 저평가 영역에 있다고 평가했습니다.

백승기 머니투데이방송 MTN 기자