너무 비싼 HBM, 삼성·하이닉스 독주 끝낼 대체 기술의 정체 (김학주 교수)

안녕하세요. 수수입니다.

한동대학교 김학주 교수님이 언더스탠딩에 출연하여 “너무 비싼 HBM, 그 이후의 투자 기회”에 대해 심층 분석했습니다.

베스트셀러 “텐배거 포트폴리오”의 저자이기도 한 김학주 교수님은 반도체 가격이 너무 높아 AI 발전의 병목이 되고 있으며, 이를 해결하기 위한 다양한 하드웨어·소프트웨어 대안 기술과 수혜 기업들을 제시했습니다.

이번 포스팅에서는 교수님이 분석한 HBM 대체 기술, 핵심 수혜 기업, 그리고 삼성·하이닉스의 미래 리스크를 상세히 정리해보겠습니다.

목차

• 목차
• ⚠️ 왜 HBM이 문제인가?
• 🔧 하드웨어 대안 1: 액티브 인터포저 (SRAM)
• 🔗 하드웨어 대안 2: CXL (Compute Express Link)
• 📦 하드웨어 대안 3: 오케스트레이션과 데이터 저장
• ⚡ 하드웨어 대안 4: HBF (High Bandwidth Flash)
• 🧠 하드웨어 대안 5: 세레브라스 (Cerebras) - 웨이퍼 스케일
• 💻 소프트웨어 대안: 계산량 자체를 줄이자
• 🔥 발열 문제와 핵심 수혜 기업
• 🔭 유리 기판: HBM의 미래 과제
• 🚀 우주 데이터센터와 미래 기술
• 🎯 핵심 요약: 주목할 기업들
• ⚠️ 삼성·하이닉스 투자자를 위한 경고
• 💭 마치며
• 📺 전체 영상
• 📚 참고 자료

⚠️ 왜 HBM이 문제인가?

반도체가 너무 비싸다

김학주 교수의 핵심 메시지:

• ⚠️ 반도체는 원래 커머디티(원자재)인데, 지금은 완전히 벗어난 가격
• ⚠️ 삼성전자·하이닉스의 연간 영업이익이 수백조원 → 비정상적
• ⚠️ 이 높은 가격은 AI 발전의 병목이 되고 있다
• 💡 반도체 가격이 높을수록 대체 기술 개발이 가속화된다

HBM의 역할: 학생의 가방

김학주 교수의 비유:

핵심 문제: 계산량이 커지면서 가방(HBM)이 점점 두꺼워지고 비싸지고 있다.
해결 방향: 가방을 홀쭉하게 만드는 다양한 방법을 찾는 것!

미래 이익을 당겨오는 것

• 📊 지금 삼성·하이닉스가 몇백조원 버는 것은 미래 이익을 당겨온 것
• 📊 반도체 가격이 높을수록 대체 노력이 가속화
• 📊 메모리가 점점 비메모리화 → 비메모리 업체들이 메모리 시장 진입 가능
• ⚠️ 이런 대안들이 구체화되기 시작하면 의외로 빨리 깨질 수 있다

🔧 하드웨어 대안 1: 액티브 인터포저 (SRAM)

가방 대신 책상 위 태블릿

액티브 인터포저란?:

• 🔬 HBM과 GPU를 연결하는 인터포저(구리 회선)에 SRAM과 연산 장치를 추가
• 🔬 가방(HBM)의 내용을 책상 위 태블릿 PC처럼 직접 볼 수 있게 함
• 🔬 CPU/GPU가 직접 참조 가능 → HBM 의존도 감소

핵심 포인트:

• ✅ SRAM은 비메모리 충화적인 메모리 → TSMC가 제조
• ⚠️ 삼성전자·하이닉스가 만들지 않는 영역
• ⚠️ 메모리가 비메모리화되는 대표적 사례

🔗 하드웨어 대안 2: CXL (Compute Express Link)

책장을 효율적으로 활용하기

CXL이란?:

• 🔗 각 CPU, GPU, DPU가 개별 메모리를 갖지 말고, 공통 메모리(책장)를 함께 쓰자
• 🔗 사용빈도 낮은 데이터를 책장에 두고, 필요할 때 고속으로 꺼내오는 기술
• 📅 2028년부터 본격화 예상 → 아직 주가에 충분히 반영되지 않았다

CXL 수혜 기업:

왜 중요한가?:

• ✅ CXL에서 데이터를 고속으로 보내면 깨지기 쉬움 → 복원(리타이밍) 필요
• ✅ CPU, GPU, DPU, FPGA가 다른 언어 → 코히어런스(통역) 필수
• ✅ 브로드컴·마벨은 단순 에이식이 아니라 AI 업타임(실패 없이 돌려주는 것)까지 진화

📦 하드웨어 대안 3: 오케스트레이션과 데이터 저장

데이터를 어디에 둘까 지휘하기

오케스트레이션이란?:

• 🎵 오케스트라 지휘자처럼 데이터를 실시간으로 어디에 둘지 결정
• 🎵 책상, 가방, 책장, 도서관 → 시간에 따라 최적 위치가 달라짐
• 🎵 주로 오픈AI, 구글 같은 하이퍼스케일러가 담당

데이터 넣었다 뺐다 하는 업체:

• 💾 에버웨어 (구 퓨어 스토리지): 원타치 인수 후 오케스트레이션 영역 진출
• 💾 넷앱 (NetApp): 데이터 저장 및 이동 전문
• 💡 단순 저장이 아니라 빠르게 넣었다 뺐다 할 수 있는 능력이 핵심

⚡ 하드웨어 대안 4: HBF (High Bandwidth Flash)

도서관을 집 근처로 옮기기

HBF란?:

• 📚 낸드 플래시 메모리 위에 연산 기능을 추가
• 📚 도서관에서 책을 집에 갖고 오지 말고 거기서 읽고 계산까지 끝내라
• 📚 가방(HBM)이 훨씬 홀쭉해질 수 있다

투자 관점:

• ✅ HBF가 많이 쓰이면 낸드 플래시 수요 증가 → 삼성·하이닉스 일부 수혜
• ⚠️ 그러나 HBF는 HBM을 대체하는 보조 메모리 → 부가가치 낮음
• ⚠️ HBM(워킹 메모리, 고부가) vs HBF(보조 메모리, 저부가) → 우리에겐 별로

🧠 하드웨어 대안 5: 세레브라스 (Cerebras) - 웨이퍼 스케일

책상 자체를 넓히기

세레브라스의 아이디어:

• 🧩 중앙 연산 장치(GPU) + 외부 메모리 구조를 탈피
• 🧩 SRAM을 각 지역에 분산 배치하고, 연산 장치 + 네트워크를 결합
• 🧩 하나의 웨이퍼 자체가 계산 단위 = 커다란 책상

한계와 가능성:

• ⚠️ 웨이퍼 각 부위마다 온도, 전압, 신호 지연이 다름 → 오류 발생
• ✅ 세레브라스는 이를 보정·복원하여 추론 서비스를 실패 없이 운영
• ⚠️ 대형 계산(대량 HBM 필요)은 어렵지만, 간단한 AI 서비스는 가능
• 💡 아직 아이디어 단계지만 방향성은 확실

💻 소프트웨어 대안: 계산량 자체를 줄이자

핵심 3가지 기법

소프트웨어 개선의 전제:

• ⚠️ AI 내부 계산 과정을 아직 잘 모른다 (블랙박스)
• ⚠️ 어텐션(Attention)으로 힌트를 얻는 수준
• 💡 인터프리터빌리티(해석 가능성)가 확보되면 비약적 발전 가능

누가 하는가?:

• 🏢 오픈AI, 구글 같은 하이퍼스케일러
• 🏢 엔비디아, AMD 같은 비메모리 칩 설계 업체
• ⚠️ 소프트웨어까지 개선되면 GPU(비메모리) 수요도 감소 → 전체 반도체 커머디티화

🔥 발열 문제와 핵심 수혜 기업

열이 나면 반도체도 실성한다

냉각과 인프라

볼티프 (Vertiv):

• 🏭 데이터센터 하드웨어 팔방미인 (액침냉각, 엣지 컴퓨팅, 인버터)
• 🏭 엔비디아가 칩 만들면 주변 장치는 전부 볼티프
• 🏭 모듈형 데이터센터를 만들어 각 지역에 배송 → 엣지 컴퓨팅
• ✅ 높은 PER을 받을 자격이 있는 회사

차세대 전력 반도체

고전류 → 고전압 전환:

• ⚡ 전류가 높으면 저항 → 발열 문제
• ⚡ 전류를 낮추고 전압을 높이자 → 밴드갭이 높은 소재 필요
• ⚡ 현재: 실리콘 카바이드 (SiC)
• ⚡ 차세대: 질화갈륨 (GaN) → 나비타스 세미컨덕터 (Navitas)
• ⚡ 시스템 인티그레이터: 스미토모 전기 (주가 크게 상승)

발열의 근본 해결

교통량 분산 = 열 분산:

• 🌡️ 반도체 내부 고속도로(TSV) 근처에서 열이 집중
• 🌡️ 교통량을 여러 고속도로로 분산 → 램버스 (Rambus)의 역할
• 🌡️ 열로 인한 시간 지연(레이턴시) → 누적되면 치명적 오류

시간 동기화:

• ⏰ 데이터가 다른 시간에 도착 → 시계를 통일시켜 주는 기능 필요
• ⏰ 반도체 설계 자동화(EDA) 업체: 시놉시스 (Synopsys), 카덴스 (Cadence)

🔭 유리 기판: HBM의 미래 과제

왜 유리 기판이 필요한가?

현재 문제 (유기 기판 = ABF):

• ⚠️ HBM이 커질수록 인터포저가 복잡·미세·길어짐
• ⚠️ 현재 ABF(아지노모토 빌더 필름) = 플라스틱 절연층
• ⚠️ 열에 변형, 신호 세 (leak) 문제

유리 기판의 장점:

핵심 수혜 기업:

• 🏭 코닝 (Corning): 특수 유리 제조 세계 1위
• 🏭 아사히 글라스 (AGC): 일본 유리 전문 기업
• 📅 2027년 시제품, 2030년 본격화 예상

인텔의 GAM (Glass Angled Memory)

• 💡 메모리를 3차원으로 쌓고 TSV(구멍)도 뚫되, 인터포저 없이 GPU를 위에 직접 얹는 방식
• 💡 대용량 계산은 못하지만 TPU 같은 단순 반복 계산에는 충분
• 💡 기존 DRAM 공정 그대로 이용 가능 → 소비자 입장에서 매력적

🚀 우주 데이터센터와 미래 기술

우주로 데이터센터를 보내자?

왜 우주인가?:

• ☀️ 우주에서는 대기 없이 태양광 에너지를 그대로 활용 가능
• ☀️ 전력 문제 + 냉각 문제를 동시에 해결할 수 있는 아이디어

최대 걸림돌: 방열:

• 🌡️ 우주에는 기체·액체가 없어 방열판으로 적외선 방출해야 함
• 🌡️ 현재 기술로는 방열판이 운동장만 해야 함
• 🌡️ 방열판을 줄이려면 빠르게 열을 퍼뜨리고 적외선으로 날리는 기술 필요

핵심 기업:

• 🛰️ L3해리스 (L3Harris): 우주 방열 솔루션 종합 업체 - 김학주 교수 직접 매수
• ⚛️ BWX 테크놀로지: USAR(초소형 안전 원자로) 기술 → 우주·건물용

양자컴퓨터와의 시너지:

• 🔬 우주에서 방사능 물질에 데이터가 깨지는 문제 → 오류 복원 필요
• 🔬 이 오류 복원 기술이 양자컴퓨터의 오류 보정과 유사
• 💡 AI도 비싼데 양자컴퓨터가 상대적으로 예뻐 보일 수 있다

🎯 핵심 요약: 주목할 기업들

전체 수혜 기업 정리

투자 타임라인

단기 (2026~2027년):

• 📅 램버스, 브로드컴, 마벨 → CXL 기대감 선반영 시작
• 📅 볼티프, 시놉시스, 카덴스 → 이미 수혜 중, 지속 성장
• 📅 세레브라스 → 아이디어 구체화 단계

중기 (2027~2028년):

• 📅 유리 기판 → 시제품 등장 (코닝, 아사히 글라스)
• 📅 CXL → 본격화 시작
• 📅 소프트웨어 최적화 → 인터프리터빌리티 발전

장기 (2029~2030년):

• 📅 유리 기판 → 대량 생산
• 📅 우주 데이터센터 → 실증 단계
• 📅 반도체 커머디티화 본격 진행

⚠️ 삼성·하이닉스 투자자를 위한 경고

핵심 리스크

현재 상황:

• 💰 삼성전자·하이닉스 영업이익 수백조원 (역대급)
• 💰 최태원 회장도 하이닉스 설비 증설 암시

김학주 교수의 경고:

1. ⚠️ 지금 버는 돈은 미래 이익을 당겨온 것
2. ⚠️ 메모리가 비메모리화 → 경쟁자 진입 가능
3. ⚠️ 중국도 비메모리 경험으로 메모리 시장 진입 시도 가능
4. ⚠️ 대안 기술이 구체화되면 의외로 빨리 깨질 수 있다
5. ⚠️ 메모리 반도체는 고정비 부담이 엄청남 → 불황 시 타격 극대

교수님의 조언:

• 📊 초호황일 때 먼저 먹고 나오는 사람이 이기는 것
• 📊 삼성·하이닉스가 지금 돈으로 어떤 미래 투자를 하는지가 관건
• 📊 한국에서는 이런 정보가 부족 → 미국에서는 당연히 거론되는 주제

💭 마치며

김학주 교수님의 메시지는 명확합니다.

“반도체 가격이 높을수록, 대체 기술 개발은 가속화된다.”

어떤 산업이든 처음에는 가장 후방(반도체)이 먼저 수혜를 받지만, 여기서 머물러 있으면 더 이상 발전을 못 합니다. 자연스럽게 그다음 단계로 부가 넘어가게 되어 있습니다.

핵심 투자 논리:

• 🔧 HBM이 비싸다 → 대체 기술로 돈이 흐른다
• 🔧 CXL, 오케스트레이션 → 램버스, 브로드컴, 마벨
• 🔧 발열 해결 → 볼티프, 시놉시스, 카덴스
• 🔧 유리 기판 → 코닝, 아사히 글라스
• 🔧 우주 데이터센터 → L3해리스, BWX 테크놀로지

지금의 병목을 풀어주는 곳으로 돈이 넘어갈 것이라는 교수님의 분석, 투자에 참고하시기 바랍니다.

📺 전체 영상

언더스탠딩 - 너무 비싼 HBM…삼성·하이닉스 독주 끝낼 대체 기술의 정체 (김학주 교수)

📚 참고 자료

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도서:

텐배거 포트폴리오 - 김학주 저 (페이지2북스, 2025년 12월 29일)
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면책 조항
본 글은 김학주 교수님의 언더스탠딩 출연 내용을 바탕으로 작성되었으며, 모든 의견과 전망은 교수님 개인의 견해입니다.
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본 글은 투자 권유가 아닌 정보 제공 목적입니다. 투자의 최종 책임은 투자자 본인에게 있습니다.