미중 AI칩 패권, 한국 HBM·소재 재편 가속
트럼프 행정부는 2025년 엔비디아 H100·H200, AMD MI300 등 AI 가속기의 전 세계 수출에 미국 정부 허가를 의무화하는 규정 개정을 추진 중이다. 이 규정이 발효되면 한국·대만·일본 등 Tier-1 동맹국도 칩 도입 시 건당 허가를 받아야 할 수 있으며, 데이터센터 신설 타임라인이 3~6개월 지연될 수 있다.
SK하이닉스는 2024년 HBM3E 매출 비중이 전체 D램 매출의 30% 이상으로 확대됐고, 2025년 HBM4 양산을 앞두고 있다. HBM 생산에 투입되는 핵심 소재는 TSV(실리콘 관통 전극)용 텅스텐 타깃, 고순도 인산(식각액), 저유전율 절연막 전구체(low-k precursor) 등이다. 이 중 일부는 중국산 원료 기반이다.
중국은 화웨이 어센드 910B·910C를 자국 AI 데이터센터에 집중 공급하며 자립 생태계를 구축 중이다. 중국 내 AI 가속기 시장은 2024년 기준 약 120억 달러(약 16조 원) 규모로, 이 중 화웨이 점유율이 40%를 넘어섰다. 화웨이 칩 생산에 SMIC의 7nm N+2 공정이 활용되며, 포토레지스트·고순도 가스 수요가 국내 공급사에 간접 영향을 준다.
미중 AI칩 패권 경쟁의 본질은 '누가 먼저 AI 추론 인프라를 깔았느냐'다. 현재 글로벌 AI 데이터센터 투자는 2024년 2,000억 달러에서 2027년 5,000억 달러(약 670조 원)로 증가 예상되며, 이 수요가 결국 HBM·첨단 소재의 증설 수요로 직결된다.
현장 공급자 시각에서 보면, 미국의 AI칩 수출 규제는 한국 소재 업체에 역설적으로 기회다. 칩 수출이 막힌 국가들이 자체 AI 인프라를 구축하려 하면 HBM·첨단 소재 수요는 오히려 늘어난다. 특히 중동·인도·동남아 국가들의 '자국 클라우드' 구축 수요가 2025~2026년 소재 추가 발주로 이어질 가능성이 높다.
반면 미중 모두가 첨단 반도체에서 한국 소재를 배제하려는 움직임도 주의해야 한다. 미국은 CHIPS Act 보조금 조건으로 중국산 소재·장비 사용 비율 제한을 내걸고 있으며, 중국도 자국 반도체 소재 국산화율을 2025년 60%, 2027년 80%로 올리겠다는 목표를 발표했다. 한국 소재 업체의 중국 내 시장 점유율은 3~5년 내 20~30% 감소할 수 있다.
SK하이닉스는 HBM4 독점 공급자 지위를 2025~2026년 유지할 가능성이 높다. 엔비디아 B200·GB200 플랫폼의 HBM4 소켓을 SK하이닉스가 공급하면 연간 매출 기여는 8조~10조 원 수준으로 추정된다. HBM 성장이 가속되면 텅스텐 타깃(한국 세라믹), 식각가스(SK스페셜티) 등 소재 업체도 동반 수혜를 입는다.
원익머트리얼즈·SK스페셜티·솔브레인 등 반도체 공정 소재 공급사는 HBM·첨단 패키징 공정 확대에 따라 특수 가스·화학재료 수요가 직접 증가한다. 솔브레인의 경우 2024년 반도체 소재 매출이 전년 대비 18% 증가했으며, HBM 비중 확대 추세는 2027년까지 이어질 것으로 예상된다.
중국 내 시장을 주력으로 하던 한국 반도체 소재 업체들은 중국의 소재 국산화 정책으로 직격탄을 맞는다. 중국 매출 비중이 30% 이상인 국내 포토레지스트·CMP 슬러리 업체들은 2025~2027년 중국 매출 감소를 피하기 어렵다.
삼성전자는 미중 양쪽에서 압박받는 구조다. 미국 CHIPS Act 보조금을 받기 위해 중국 시안 낸드 공장의 첨단화에 제약이 생기고, 중국 내 판매도 규제 강화로 좁아지고 있다. 2025년 삼성의 중국 D램 시장 점유율은 이미 15% 아래로 내려온 것으로 추정된다.
소재 공급사는 고객사 포트폴리오를 HBM·첨단 패키징 중심으로 재편해야 한다. 2D 낸드·레거시 D램 향 소재는 마진 압박이 심해지는 반면, HBM·2.5D/3D 패키징 소재는 공급 희소성이 유지된다.
투자자는 'AI칩 수출 규제 수혜주'를 역설적으로 한국 소재 섹터에서 찾아야 한다. 규제로 인한 데이터센터 건설 지연이 소재 재고 누적으로 이어지는 시기(2025 하반기)가 저점 매수 구간이 될 수 있다.
실제 조달 현장에서는 — 2024년 말 미국 텍사스 소재 AI 스타트업이 엔비디아 H100 납기 지연을 이유로 HBM 기반 맞춤형 AI 가속기 대신 FPGA 기반으로 설계를 변경했고, 이 과정에서 FPGA용 고순도 폴리실리콘 수요가 단기 급증한 적이 있다. 칩 규제 하나가 소재 수요 지형을 예상치 못한 방향으로 바꾼다. 소재 공급자는 항상 '우회 경로'의 소재 수요를 주시해야 한다.
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