구글 TPU 급부상, 삼성전자·SK하이닉스가 누리는 최대 수혜

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구글의 AI 추론 칩 TPU가 시장에서 급부상하면서 핵심 부품인 HBM을 공급하는 삼성전자와 SK하이닉스가 큰 수혜를 받고 있습니다. AI 칩 시장의 확장이 국내 반도체 산업에 어떤 기회를 제공하는지 살펴봅니다.

TPU와 HBM, 왜 중요한가

🔧 TPU란?

텐서 프로세싱 유닛 (Tensor Processing Unit)

구글이 자체 개발한 AI 전용 반도체
딥러닝 학습과 추론 과정의 행렬(텐서) 연산에 최적화
미국 팹리스 브로드컴과 공동 설계
고속·저전력 처리가 특징

TPU의 강점:

GPU 대비 전력 효율성 우수
가격이 엔비디아 GPU의 절반 수준
특정 AI 작업에서 뛰어난 성능

💾 HBM이 핵심인 이유

고대역폭 메모리 (High Bandwidth Memory)

AI 칩이 빠르게 데이터를 처리하도록 돕는 핵심 부품
TPU 1개당 6~8개의 HBM 탑재
빠른 데이터 처리와 낮은 전력 소모 필수

TPU 생태계 확장 = HBM 수요 급증

TPU 시장 확대 → HBM 판매량 직접 증가
SK하이닉스와 삼성전자가 글로벌 HBM 시장의 70% 이상 점유
엔비디아 GPU 외에 새로운 성장축 확보

삼성전자·SK하이닉스의 수혜 구조

📊 구글 TPU용 HBM 공급 현황

2025년 시장 점유율 추정:

SK하이닉스: 56.6~60%
삼성전자: 43.4~40%
마이크론: 생산능력 한계로 경쟁에서 뒤처짐

🏭 생산능력(캐파) 비교

2025년 말 기준 월간 HBM 생산능력 (웨이퍼 기준):

SK하이닉스: 16만 장
삼성전자: 15만 장
마이크론: 5만 5천 장

2026년 전망:

SK하이닉스: 18만 장
삼성전자: 17만 장
마이크론: 8만 장

→ 한국 기업의 압도적 생산능력 우위

SK하이닉스의 강점

🥇 TPU 시장 1순위 공급자

주요 공급 현황:

구글 TPU 7세대(아이언우드)에 HBM3E 8단 우선 공급
TPU 7e(개선 버전)에 HBM3E 12단 독점 공급
구글, 브로드컴, AWS 등 ASIC 고객에 공급 우위

💪 기술 경쟁력

뱅크오브아메리카(BofA): SK하이닉스를 구글·브로드컴의 '1순위 공급자'로 평가
HBM 시장 1위 기업으로 TPU 시장에서도 지배력 공고화
2025년 4분기부터 HBM4(6세대) 출하 시작

삼성전자의 기회

🎯 다각적 수혜 가능성

1. HBM 공급 확대

브로드컴에 메모리 공급 점유율 1위
2025년 하반기 기준 구글·브로드컴에 더 많은 HBM 물량 공급 중
2026년 HBM 공급량 전년 대비 2배 이상 증가 전망

2. 파운드리(위탁생산) 수주 기대

미국 텍사스 테일러 공장: 2나노 이하 첨단 공정 가능
구글 칩 생산 경험 보유
TSMC 생산능력 한계 속 수주 가능성 증가

3. HBM 시장 점유율 반등 기회

2024년 4분기 HBM 시장 점유율 40% (2위)
2025년 2분기 15%로 급락해 3위
TPU 물량 확대로 시장 점유율 회복 전망

📈 증권사 평가

KB증권:

삼성전자를 구글 TPU 생태계 확장의 최대 수혜주로 선정
투자의견 '매수', 목표주가 16만 원 유지
메모리 공급 확대 + 파운드리 가동률 상승 + 갤럭시 판매 증가

TPU vs GPU: 대체재인가 보완재인가

🤝 동반 성장 전망

한국투자증권 채민숙 연구원:

"구글 TPU가 엔비디아 GPU를 대체할 것이란 주장이 다시 고개를 들었으나, AI 발전에 따라 GPU와 TPU가 함께 성장하며 시장을 키워나갈 것"

이유:

GPU와 TPU는 용도와 목적이 다름
대체재가 아닌 상호 보완재
급증하는 AI 수요를 GPU 단독으로 감당하기 어려움

📊 HBM 수요 증가의 의미

TPU 시장 확대 효과:

엔비디아 GPU 시장과 별개의 추가 수요원
AI 가속기 시장 전체 확장
HBM 공급 부족 더욱 심화 예상

구글 HBM 채용량 증가:

기존 TPU: 32GB, 64GB 수준
TPU v7(7세대 아이언우드): 192GB로 대폭 증가
엔비디아 GPU에 준하는 수준

범용 메모리 시장도 동반 성장

💻 D램 수요 급증 전망

KB증권 김동원 연구원:

"추론 AI에 최적화된 구글 TPU는 반복 학습보다 저장 연산량이 대폭 증가하며 HBM뿐 아니라 범용 D램 사용량도 동시에 급증할 전망"

수요 증가 예상 제품:

DDR5 (5세대 D램)
LPDDR5X (5세대 저전력 모바일 D램)
GDDR7 (7세대 그래픽 D램)

📈 D램 가격 상승

D램익스체인지 조사:

PC용 DDR4 8Gb 평균 고정거래가격: 8.1달러 (2025년 11월)
전월 대비 15.7% 상승
D램 범용제품 가격이 8달러 돌파는 7년 2개월 만

원인:

AI 열풍으로 HBM 생산 집중
구형(레거시) 메모리 공급 감소
범용 D램 가격 급등 지속

HBM 시장 재편: '양강 체제' 굳히기

🏆 한국 기업의 독주

TPU 생태계에서 마이크론 제외, 삼성·SK 양강 구도 전망:

마이크론이 밀리는 이유:

생산능력이 한국 기업의 3분의 1 수준
엔비디아 물량 소화도 벅찬 상황
ASIC 고객 대응까지 병행하기 불가능

한국 기업의 우위:

압도적 생산능력
기술 경쟁력
구글과의 긴밀한 협력 관계

📊 엔비디아 시장과의 차이

엔비디아 GPU 시장: 3강 구도

SK하이닉스, 삼성전자, 마이크론

구글 TPU 시장: 2강 구도

SK하이닉스, 삼성전자 (마이크론 제외)

차세대 HBM4, 한국 기업 우위 지속

🚀 2026년 전망

김동원 KB증권 연구원:

"내년 8세대 TPU 모델은 HBM4(6세대) 탑재 예상"
"삼성전자·SK하이닉스 브로드컴향 HBM 공급 점유율 90% 전망"
"삼성전자 내년 HBM3E와 HBM4 공급량 전년 대비 2배 이상 증가"

SK하이닉스:

2025년 4분기부터 HBM4 출하 시작
2026년 본격 판매 확대

삼성전자:

공격적인 생산능력 증설
2026년부터 공급 비중 역전 가능성

주가에 미치는 영향

📈 증권가 평가

KB증권 (2025년 11월 26일):

삼성전자: 투자의견 '매수', 목표주가 16만 원 유지
구글 TPU 생태계 확장의 최대 수혜주

한국투자증권:

SK하이닉스·삼성전자 모두 긍정적 시각 유지
HBM 공급 부족에 따른 ASP(평균판매단가) 상승
출하량 증가의 수혜 동시에

💼 투자자 관점

장기 투자 매력:

AI 칩 시장 성장의 확실한 수혜주
기술 경쟁력과 생산능력 우위
엔비디아와 구글 양쪽 모두에 공급

리스크 요인:

글로벌 경기 둔화
AI 투자 과열 논란
중국 반도체 규제

FAQ

Q1. TPU란 무엇인가요?

A. TPU는 구글이 독자 개발한 AI 연산 전용 반도체 칩으로, 딥러닝 학습과 추론에 특화되어 있습니다. GPU 대비 전력 효율이 높고 가격이 저렴한 것이 특징입니다.

Q2. HBM은 왜 중요한가요?

A. HBM은 고대역폭메모리로, AI 칩이 빠르게 데이터를 처리하도록 돕는 핵심 부품입니다. TPU 1개당 6~8개가 탑재되므로, TPU 시장이 커지면 HBM 수요도 직접적으로 증가합니다.

Q3. 삼성전자와 SK하이닉스 중 누가 더 수혜가 크나요?

A. 현재는 SK하이닉스가 TPU용 HBM 주요 공급을 담당하며 선두를 달리고 있습니다. 다만 삼성전자는 HBM 공급과 더불어 파운드리 수주 확대가 기대되며, 2026년부터는 생산능력 증설로 공급량이 역전될 가능성도 있습니다. 두 회사 모두 큰 수혜를 받을 것으로 전망됩니다.

Q4. TPU가 엔비디아 GPU를 대체하나요?

A. 아닙니다. 전문가들은 TPU와 GPU가 대체재가 아닌 보완재로 동반 성장할 것으로 전망합니다. 용도와 목적이 다르며, 급증하는 AI 수요를 GPU 단독으로 감당하기 어렵기 때문입니다.

Q5. 마이크론은 왜 경쟁에서 밀렸나요?

A. 마이크론의 HBM 생산능력이 삼성전자·SK하이닉스의 3분의 1 수준에 불과해, 엔비디아 물량 소화에도 벅찬 상황입니다. TPU 등 ASIC 고객까지 대응하기는 어려운 구조입니다.

핵심 정리

✅ 확실한 사실

구글 TPU 급부상으로 HBM 수요 급증
- TPU 1개당 HBM 6~8개 탑재
- 2026년 8세대 TPU는 HBM4 탑재 예정
삼성전자·SK하이닉스가 TPU 시장 장악
- 2025년 구글 TPU용 HBM 공급 점유율 약 90%
- 압도적 생산능력 우위 (마이크론의 3배)
GPU와 TPU는 보완재로 동반 성장
- 대체재가 아닌 상호 보완 관계
- AI 가속기 시장 전체 확장
범용 D램 수요도 동반 증가
- DDR5, LPDDR5X, GDDR7 수요 급증
- 레거시 D램 가격 7년 만에 최고치
한국 반도체 산업의 위상 강화
- HBM 시장 '양강 체제' 공고화
- AI 시장 성장의 최대 수혜자

💡 투자 시사점

장기 투자 관점에서 긍정적
AI 칩 시장 확장의 확실한 수혜
기술 경쟁력과 생산능력 모두 우수
증권사들의 긍정적 평가 지속

결론: 기회의 확장

구글 TPU의 급부상은 삼성전자와 SK하이닉스에 새로운 성장 기회를 제공하고 있습니다. 엔비디아 GPU 시장에서의 경쟁을 넘어, TPU 생태계에서 한국 기업들이 더욱 강력한 '양강 체제'를 구축할 수 있는 환경이 조성되었습니다.

핵심은 '추가 수요'입니다. TPU가 GPU를 대체하는 것이 아니라, AI 칩 시장 전체를 확장시키면서 HBM과 범용 D램 수요를 동시에 끌어올리고 있습니다. 이는 삼성전자와 SK하이닉스 모두에게 긍정적인 시나리오입니다.

물론 글로벌 경기 둔화나 AI 투자 과열 논란 등 리스크 요인도 존재합니다. 하지만 장기적 관점에서 AI 산업의 성장은 확실하며, 그 중심에 한국의 반도체 기업들이 있다는 점은 부인할 수 없는 사실입니다.

구글 TPU 생태계의 확장, 그리고 그로 인한 HBM 수요 급증은 한국 반도체 산업의 위상을 한 단계 더 끌어올리는 계기가 될 것입니다.

참고자료

한국일보: 구글 TPU 시장 확대와 국내 반도체 기업 전망
서울경제: 구글 TPU가 바꾼 HBM 시장 판도
파이낸셜뉴스: 구글 TPU 급부상과 HBM 시장 활황
한국경제: 구글 AI와 TPU 열풍 분석
KB증권: 삼성전자·SK하이닉스 투자 리포트
한국투자증권: AI 반도체 시장 분석