GB300용 HBM3E 공급 시작...SK하이닉스 독점 체제 끝나고 3사 경쟁 본격화

"엔비디아로 삼성전자 15개를 살 수 있다." 인공지능(AI) 반도체 시장을 장악한 엔비디아의 시가총액이 4조 달러(약 5,500조 원)를 돌파하며 전 세계를 놀라게 했다. 이는 한국 전체 증시 시총의 2배에 달하는 규모다. 그리고 이 거대한 엔비디아의 성에 19개월 만에 문을 두드린 삼성전자가 마침내 입성에 성공했다.

엔비디아 시총 4조 달러..."삼성 15개 값어치"

엔비디아의 시가총액이 4조 달러를 돌파하며 역사적인 순간을 맞았다. 블룸버그통신에 따르면 엔비디아는 S&P 500 지수의 7.5%를 차지하고 있으며, 이는 역대 최고 수준이다. 규모를 실감하기 어렵다면 이렇게 비교해보자. 엔비디아 시총 4조 달러는 한국 GDP(약 1조 9000억 달러)의 2배다. 2025년 10월 한국 증시(코스피·코스닥·코넥스)가 사상 처음으로 시총 3000조 원을 돌파했는데, 이는 엔비디아 시총의 절반을 조금 넘는 수준이다. 삼성전자 시총은 361조 원. 엔비디아로 삼성전자 15개를 살 수 있다는 계산이 나온다. 5년 전 엔비디아에 1000만 원을 투자했다면 지금 15억 7000만 원(156배)으로 불어났을 것이다.

삼성, 19개월 만에 엔비디아 공급망 복귀

그리고 드디어 삼성전자가 이 거대한 엔비디아의 HBM(고대역폭메모리) 공급망에 복귀했다. 19개월에 걸친 추격이 마침내 결실을 본 것이다. 디지타임스 등 외신과 업계에 따르면, 삼성전자의 5세대 HBM3E 12단 제품이 엔비디아의 차세대 AI 가속기 GB300의 품질 테스트를 최종 통과하고 공식 공급사로 이름을 올렸다. 공급 물량은 3만~5만 개 규모다. 이로써 삼성은 AMD, 인텔 등에 이어 세계 AI 반도체 시장의 절대 강자인 엔비디아를 다시 핵심 협력사로 확보하게 됐다. 현재 양사는 공급 물량, 단가, 구체적인 공급 일정 등 세부 사항을 조율하는 최종 협상 단계에 있는 것으로 알려졌다.

"이재용의 발로 뛰는 경영이 주효"

업계 일부에서는 이번 성사의 배경에 이재용 회장의 '발로 뛰는 경영'이 주효했다는 평가를 내놓고 있다. 2025년 대법원에서 최종 무죄가 확정된 뒤, 이 회장은 경영 활동의 대부분을 미국에서 보내며 세계 고객사들과 관계 복원에 힘써왔다. 특히 주목할 점은 이 회장이 젠슨 황 엔비디아 CEO에게 GPU 5만 개를 구매할 뜻을 전달한 것으로 파악됐다는 점이다. 업계에서는 이 GPU가 삼성의 AI 전환(AX) 사업, AI 반도체 연구개발, 그리고 삼성이 오픈AI와 함께 포항에 짓고 있는 AI 데이터센터에 투입될 것으로 보고 있다. 이러한 움직임은 단순한 부품 거래를 넘어, 삼성이 HBM을 공급하고 엔비디아의 GPU를 확보하는 '상호 공급-수요 협력 구조'를 만들어 AI 생태계 전반에서 영향력을 키우려는 전략으로 읽힌다.

삼성전자 3분기 영업익 12.1조..."AI 붐 탄 대박"

삼성전자가 2025년 3분기 시장 전망치를 훌쩍 뛰어넘는 12조 1000억 원의 영업이익을 기록했다. 매출은 86조 원으로 역대 최대다. 2022년 2분기 이후 최대 영업이익이자, 9분기 만에 영업이익 10조 원 클럽에 복귀한 것이다. 한동안 부진했던 반도체 사업이 되살아나면서 전체 실적을 끌어올렸다. 메모리사업부 영업이익만 약 6조 원으로 추정된다. AI 시장 확대에 힘입어 메모리 반도체가 슈퍼사이클(장기 호황기)에 진입했다는 평가가 나온다. 특히 HBM 판매가 폭발적으로 증가했다. 삼성전자는 올해 하반기부터 AMD에 HBM3E 12단 제품을 납품하고 있으며, 9월에는 엔비디아의 HBM3E 12단 품질 테스트를 통과했다. D램 부문 매출도 전분기 대비 27.3% 증가해 17조 8590억 원을 기록했다.

SK하이닉스 독점 체제 끝...3사 경쟁 본격화

이번 계약은 HBM 시장에 큰 지각변동을 예고한다. 현재 엔비디아향 HBM은 SK하이닉스가 사실상 독점 공급하고 있다. 트렌드포스 자료에 따르면 2025년 HBM 시장에서 SK하이닉스는 70%가 넘는 점유율을 차지하고 있다. 삼성전자가 엔비디아 공급망에 복귀하면서 SK하이닉스의 '엔비디아 독점 체제'가 깨지게 됐다. 여기에 마이크론까지 가세하면서 삼성·SK하이닉스·마이크론의 3사 경쟁 구도가 본격화될 전망이다. 대만의 메모리 모듈 전문업체 ADATA의 천리바이 회장은 최근 인터뷰에서 "3대 메모리 제조사의 쌀독(재고)이 바닥났다"고 말했다. HBM 수요가 폭발적으로 늘면서 범용 메모리 공급 부족도 심화될 가능성이 크다.

HBM 시장 규모 467억 달러...전년比 200% 성장

HBM은 AI 반도체가 차세대 산업의 근간으로 떠오르며 수요가 폭발적으로 커지고 있다. 트렌드포스는 2025년 HBM 시장이 467억 달러(약 64조 원) 규모로 성장할 것으로 전망했다. 수요 성장률은 무려 200%에 달한다. GB200에는 2개의 블랙웰 GPU, 1개의 그레이스 CPU, HBM3E 8단 16개가 탑재된다. 차세대 제품인 GB300에는 더 많은 HBM이 필요하다. 엔비디아는 전체 HBM 수요의 73%를 차지하고 있어, 엔비디아와의 공급 계약 확보가 곧 시장 지배력을 의미한다. 문제는 현재의 SK하이닉스와 마이크론 HBM 물량으로는 블랙웰 시리즈 주문을 감당하기 역부족이라는 점이다. 엔비디아 입장에서는 삼성전자의 HBM 공급이 절실한 상황이다.

HBM4 경쟁도 시작...2026년 시장 주도권 2라운드

HBM3E 경쟁이 한창인 가운데, 벌써 차세대 HBM4를 둘러싼 경쟁도 시작됐다. 엔비디아는 2026년 새로운 AI 가속기 '루빈(Rubin)' 출시를 앞두고 있으며, 여기에 HBM4가 탑재될 예정이다. SK하이닉스는 이미 지난 3월 엔비디아에 12단 HBM4 샘플을 공급하며 초기 우위를 선점했다. 마이크론도 6월 HBM4 샘플을 다수의 핵심 고객사에 전달했다고 공식 발표했다. 삼성전자는 7월 엔비디아와 AMD에 12단 HBM4 샘플을 공급할 예정이다. 삼성은 10나노급 6세대(1c) D램 공정을 적용해 차별화를 꾀하고 있다. 미세화된 공정 덕에 전력효율은 높고 데이터 처리 속도는 향상돼 고성능 AI 서버에 최적화됐다는 것이 삼성의 설명이다.

"한계 넘어선 메모리 혁신" vs "품질 안정성 확보"

그러나 삼성전자가 완전히 안심하기는 이르다. 시장의 주류가 차세대 제품인 HBM4로 전환을 앞둔 때라는 점에서 GB300용 HBM3E의 공급 물량 자체가 한정적일 수 있다는 분석도 나온다. 업계는 삼성이 그간의 기술 난관을 성공적으로 극복하고 세계 최대 고객사의 신뢰를 다시 확보했다는 사실 자체에 더 큰 의미를 두고 있다. 엔비디아가 품질을 확신하고 삼성 제품을 채택한 만큼, 현재 진행 중인 HBM4의 테스트 역시 예정보다 일찍 통과할 수 있으리라는 밝은 전망이 힘을 얻고 있다. 한 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 HBM4에서 1c D램을 적용하면 기술적 우위를 확보할 수 있으나, 양산 시한이 관건"이라며 "HBM3E 품질 검증 지연이 HBM4 개발에도 영향을 미칠 수 있다"고 우려를 표명했다.

국가 차원 AI 프로젝트가 수요 견인

엔비디아가 주도하는 AI 메모리 시장은 당분간 계속될 전망이다. 특히 국가 차원의 AI 프로젝트들이 막대한 수요를 이끌면서 엔비디아의 영향력은 더욱 커지고 있다. 엔비디아는 최근 사우디아라비아 기업 '휴메인'에 최신 AI 칩 1만 8000개 이상을 공급하기로 계약했고, 아랍에미리트(UAE)의 세계 최대 규모 데이터센터 구축에도 참여하기로 했다. 오픈AI의 '스타게이트' 프로젝트에도 엔비디아 칩 6만 4000개가 장착될 예정이다. 업계 관계자는 "이제 고도의 신뢰성과 빠른 납기, 원하는 성능을 맞춰주는 업체가 살아남는다"며 "HBM4 세대 진입과 함께 대형 AI 고객사 대상 샘플 공급이 본격화하면서 고대역폭 메모리 시장의 판도 변화가 뚜렷하게 나타나고 있다"고 말했다.

반도체의 왕이 돌아왔다

삼성전자의 이번 엔비디아 공급망 복귀는 단순히 하나의 거래를 넘어 여러 의미를 담고 있다. 메모리 반도체 최강자로서의 자존심을 회복했고, SK하이닉스 독점 체제를 깨뜨렸으며, HBM4 경쟁에서도 발판을 마련했다. 무엇보다 이재용 회장의 '발로 뛰는 경영'이 결실을 맺었다는 평가다. 19개월이라는 긴 시간 동안 포기하지 않고 끈질기게 품질을 개선하고, 최고위급 관계를 복원한 결과였다. 엔비디아 시총 4조 달러 시대. 이 거대한 AI 제국의 핵심 부품 공급망에 다시 들어간 삼성전자. "반도체의 왕이 돌아왔다"는 말이 현실이 될 수 있을지, 이제 HBM4 경쟁이라는 2라운드가 기다리고 있다.