2025년 10월 9일 목요일

생각정리 93 (* Memory bottleneck)

Financial Times에 실린 OpenAI 생태계


이번 글은 이전 글 Agentic AI로 인한 메모리수요 증가에 이어 연휴 동안 나온 핵심 뉴스를 아주 간단히 짚고, 그 내용을 바탕으로 OpenAI향 23GW 데이터센터만을 대상으로 HBM TAM(총 수요)과 SK하이닉스 실적 영향을 한 줄씩 계산해 정리한 메모이다.

이번 계산의 기본 가정은 2024년 9월에 작성한 SK하이닉스 실적 추정 글을 기준으로 한다.

1) 연휴 핵심 뉴스 정리(아주 짧게)

  • OpenAI 데이터센터 23GW 계획이 시장에 회자되고 있다. 내부 GPU 배분은 엔비디아 10GW, AMD 6GW, 자체칩 7GW로 알려져 있고, 세부 실행 계획은 앞으로 몇 달에 걸쳐 순차적으로 나올 전망이라고 한다.

  • 위 OpenAI 데이터센터 발표로 인한 시장 환경은 수요 > 공급이다. 특히 **HBM은 쇼티지(부족)**가 심한데, 16-Hi 적층 난이도와 TSV/첨단 패키징(CoWoS 등) 병목이 동시에 존재한다.

  • 가격 인식: HBM3E가 $16/GB 수준의 앵커로 많이 거론되고, **HBM4(16-Hi)**는 기술·수율·속도 프리미엄과 수급 타이트를 고려하면 상단이 열린 상태로 보는 게 합리적이다.

2) 이번 글에서 쓸 출발점(기준 가정)

아래 가정은 모두 OpenAI 23GW만을 대상으로 한다(다른 고객 물량과 합산하지 않음).

  1. 스택당 용량(유효): 62GB/stack

    • 배경: 16-Hi, 32Gb 다이×16 → 명목 64GB/stack이나, ECC·스페어·메타데이터 등을 감안해 유효 62GB로 보수 조정한다.

  2. GPU당 스택 수: 6-stack

    • 따라서 GPU당 HBM 용량 = 62×6 = 372GB/GPU.

  3. 1GW→HBM 환산 앵커: 192GB/GPU일 때 1GW ≈ 80PB

    • 이 값은 **전력(GW)을 메모리 총량(PB)**으로 바꿔주는 평균 변환값이다.

    • GPU당 용량이 커지면 총량도 그 비율만큼 선형으로 커진다는 단순한 비례 가정을 쓴다.

  4. 총 전력(완공 시점 가정): 2029년에 OpenAI 23GW 완공(자체칩 7GW 포함).

  5. SK하이닉스 배분: **추가 수요의 60%**를 SK하이닉스가 가져간다고 가정.

  6. 가격·수익성·환율(첫 번째 계산용): $18/GB, OPM 50%, 환율 ₩1,420/USD

    • 이후에는 고정 마진 50% 가정을 걷어내고, 원가 상수 기반(이익 = (ASP−원가)×물량) 민감도도 별도로 제시한다.

  7. 웨이퍼 산출 관련(중요: 적층 수율 반영)

    • 명목 산출: 1,200GB/웨이퍼

    • 웨이퍼 공정 수율: 70% → 웨이퍼 단계 유효 840GB/웨이퍼

    • 적층/패키징 수율: **1단 96%**라고 보면, 16-Hi 전체 수율 = 0.96¹⁶ ≈ 0.5204(약 52.0%)

    • 최종 유효 GB/웨이퍼 = 1,200 × 0.70 × 0.96¹⁶ ≈ 437.14GB/웨이퍼
      → 포인트: 적층 수율을 곱해주면 웨이퍼 1장당 실질 산출이 크게 줄어든다.





3) 1GW당 HBM 총량 계산(비례식)

  • 기준점: 192GB/GPU → 1GW당 80PB

  • 이번 케이스: 372GB/GPU이므로
    1GW당 PB = 80 × (372 / 192) = 80 × 1.9375 = 155PB/GW


즉, 이번 BASE에서는 1GW 전력당 HBM 155PB가 필요하다고 본다.

4) 23GW 전체 HBM 총량(→ GB로 변환)

  • 총량(PB) = 155PB/GW × 23GW = 3,565PB

  • PB→GB 변환: 3,565PB = 3,565,000,000GB





5) **SK하이닉스 몫(60%)**으로 환산

  • SKH 납품량(GB) = 3,565,000,000 × 0.6 = 2,139,000,000GB (= 2.139bn GB)



6) 매출·영업이익(첫 번째 보기: OPM 50% 고정 가정)

  • 매출(USD) = 2.139bn GB × $18/GB = $38.502bn

  • 영업이익(USD) = $38.502bn × 50% = $19.251bn

  • 원화 환산(₩1,420/USD)

    • 매출 ≈ 54.673조원

    • 영업이익 ≈ 27.336조원

정리: 매출 약 54.7조원 / 영업이익 약 27.3조원
(모두 OpenAI 23GW분만, BASE 가정, OPM 50% 고정일 때의 스냅샷)

핵심 이해: **매출·이익은 “납품 GB × 단가 × 환율”**로 정해진다. **수율은 매출/이익 총액이 아니라 ‘필요 웨이퍼/캐파’**에 주된 영향을 준다(동일 납품을 맞춘다는 전제 아래).

 


7) 웨이퍼/월 캐파가 얼마나 필요해지는가(적층 수율 반영)

  • 최종 유효 GB/웨이퍼 = 437.14GB

  • 연간 웨이퍼(장) = 총 납품 GB ÷ 유효 GB/웨이퍼
    = 2,139,000,000 ÷ 437.14 ≈ 4,893,187장/년

  • 월 환산(wpm) = 4,893,187 ÷ 12 ≈ 407,766장/월

비교 포인트

  • 적층 수율을 고려하지 않았을 때(유효 840GB/웨이퍼) 계산하면 약 212,202 wpm이었다.

  • **적층 수율(0.96¹⁶)**을 반영하니 유효가 437GB/웨이퍼로 떨어져, 동일 납품을 맞추려면 월 약 40.8만 장이 필요해진다.

  • 참고로 시장에서 들리는 ’25년 SK하이닉스 HBM 월 캐파 ~15만장 수준과 비교하면, OpenAI 23GW분만으로도 추가로 ~40만장/월이 필요한 셈이라 물리적으로 단기간에 맞추기 어렵다는 결론이 나온다.




8) 같은 계산을 한 줄 요약으로 다시 보기

  1. GPU당 용량: 62GB/stack × 6 = 372GB/GPU

  2. 1GW 환산: 192GB/GPU → 80PB/GW이므로, PB/GW = 80 × (372/192) = 155

  3. 총량(23GW): 155 × 23 = 3,565PB = 3.565×10⁹ GB

  4. SKH 몫(60%): 2.139×10⁹ GB

  5. 매출·이익(첫 보기):

    • 매출 = 2.139×10⁹ × $18 = $38.502bn → 54.673조원

    • 영업이익 = $19.251bn → 27.336조원(OPM 50% 고정)

  6. 웨이퍼/월:

    • 유효/웨이퍼 = 1,200 × 0.70 × 0.96¹⁶ ≈ 437.14GB

    • 연간 ≈ 4.893M장, 월 ≈ 0.408M장


9) 가격 변화가 이익을 어떻게 바꾸는가(고정 마진 제거, 원가 상수·선형 이익)

위 6)에서는 이해를 돕기 위해 OPM 50% 고정을 썼다.
이제는 현실에 가깝게, 원가/GB를 상수로 두고 ASP가 오르면 이익이 선형으로 증가하도록 바꿔 보자.

  • 납품 물량: 2.139bn GB(고정)

  • 환율: ₩1,420/USD

  • 원가 가정(상수): $9.0/GB

    • 이유: ASP **$18/GB에서 OPM 50%**가 나오도록 맞추면, 원가가 $9/GB로 역산된다(교정점).

  • 사용식

    • 매출(USD) = 납품GB × ASP

    • 영업이익(USD) = 납품GB × (ASP − 9)

    • 영업이익률(OPM) = (ASP − 9) / ASP

    • 원화 환산(조원) = USD(십억) × 1.420




해석 포인트

  • ASP가 1달러 오를 때마다 영업이익은 2.139bn 달러씩 증가한다(= 물량×1).

  • **손익분기(영업이익 0)**는 ASP = $9/GB.

  • 이 표는 납품량 고정이며, 수율/패키징 병목은 캐파(웨이퍼/월) 측면에 반영된다.

10) 종합 해석과 시사점

  • OpenAI 23GW만 놓고도(나머지 빅테크·기존 거래선 제외) SK하이닉스 추가 납품 기준 월 ~40.8만장의 웨이퍼가 필요해진다(적층 수율 반영 시).

  • ’25년 SKH HBM 월 캐파 ~15만장(시장에 알려진 수준)을 참고하면, 단순 물리적 공급이 단기간에 수요를 따라잡기 어렵다.

  • 따라서, 수요>공급 환경은 상당 기간 지속될 공산이 크고, 가격은 상단이 열려 있다고 보는 쪽이 합리적이다.

  • 이번 산식은 어디까지나 OpenAI 23GW분만을 별도 추정한 것이다. 여기에 기존 빅테크 HBM + 최근 급등한 DRAM·NAND 수요까지 합치면, 단기 공급이 감당하기 힘든 구조가 된다.

결론적으로: OpenAI 23GW는 HBM TAM을 구조적으로 키우는 이벤트이고, 패키징/TSV 수율·캐파가 병목이다. 가격은 HBM3E $16/GB 앵커 대비 HBM4(16-Hi) 프리미엄이 합리적이며, 가중 ASP가 올라갈수록 이익은 선형으로 확대된다.

#결론

본 수치는 OpenAI 23GW만의 추가치이며, 타 고객·기존 물량·최근 ASP 급등은 반영하지 않았다.

요약하면, OpenAI 23GW는 HBM TAM의 체급을 끌어올리는 이벤트이며, 수요>공급의 구도가 가격·이익 상방을 뒷받침한다. 이번 메모리 사이클은 단기간에 물리적 공급이 따라가기 어려운 구조가 유효하다는 점이 핵심이다.

추가로 skh의 op 상단은 29년까지 최소 기존체급에 단숨에 2x~4x까지 열려있다고 보는게 맞다. 

추석전 코리아 메모리 테크에 숏을 친 당신은 하수..

=끝

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