삼성전자 평택캠퍼스 전경.사진=삼성전자



[서울경제]
삼성전자(005930)가 고대역폭메모리(HBM) 생산능력에서 SK하이닉스(000660)를 제치고 업계 1위로 올라섰다. 지난해 불거진 반도체 위기론을 딛고 D램 생산라인을 선제적으로 HBM 라인으로 전환하며 수율 안정화에 총력을 기울인 결과다. 인공지능(AI) 반도체 수요 폭증에 힘입어 양 사의 생산 경쟁은 내년에 한층 치열하게 전개될 것으로 관측된다.

1일 업계에 따르면 삼성전자의 HBM 생산량은 최근 웨이퍼 투 알라딘게임 입 기준 월 17만 장까지 확대되며 SK하이닉스의 16만 장을 넘어섰다. 삼성전자는 그간 월 15만 장 수준에 머물며 경쟁사에 소폭 열세를 보인다는 평가를 받아왔다. ‘제조의 삼성’으로 불릴 만큼 압도적 생산능력과 기술력을 앞세운 반격이 본격적인 성과를 내기 시작한 셈이다.
삼성전자의 1위 탈환은 뼈를 깎는 쇄신 끝에 얻은 결실이다. 지난 게임릴사이트 해 하반기부터 지속된 범용 D램 라인의 HBM 전환 작업과 기술 고도화 전략이 맞아떨어진 결과라는 분석에 힘이 실린다. 그 중심에는 지난해 5월 구원투수로 등판한 전영현 삼성전자 DS부문장 겸 대표이사 부회장이 있다. 전 부회장은 취임 두 달 만인 지난해 7월 HBM 개발팀을 신설하고 직속으로 ‘어드밴스드패키징(AVP) 사업팀’을 재편하는 강수를 뒀다.
릴짱 고질적인 발열 문제를 해결하기 위해 기존 D램의 재설계를 단행했고 성과는 올 9월 엔비디아를 향한 5세대 HBM3E 공급 성공으로 이어졌다. 현재는 차세대 HBM4 샘플을 고객사에 전달한 단계로 조만간 유의미한 품질 인증 결과를 확보할 것으로 기대된다. 최근에는 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)를 위협하는 구글 텐서처리장치(TPU)에 HBM을 야마토통기계 대거 공급하는 성과를 올리기도 했다.



금융투자 업계에서는 그간 경쟁사로 꼽혔던 SK하이닉스의 공급량이 삼성전자를 앞선다는 분석이 연달아 나왔다. 그러나 하반기 들어 삼성전자가 HBM 공급량을 대거 늘리며 SK하이닉스와 대등한 수량을 납품한 사실이 뒤늦게 확인되기도 했다.
오션파라다이스사이트삼성전자는 기세를 몰아 생산능력 확대를 위한 설비투자에 속도를 높이고 있다. 삼성전자는 평택캠퍼스 일부 D램 생산라인(P3·P4)을 HBM 생산을 위한 최첨단 1c D램(10나노급 6세대) 라인으로 전환하거나 증설하고 있다. 이는 4분기 실적 개선에 직접적인 영향을 줄 것으로 보인다. 지난달에는 평택 5공장(P5)의 골조 공사 추진을 결정하며 메모리 슈퍼 사이클 대응 속도를 높이는 중이다.
SK하이닉스 역시 공격적인 증산 기조를 이어가고 있다. 양 사 간 경쟁의 관건은 ‘HBM 라인 전환 속도’와 ‘신(新)공장 건설’로 압축된다. 삼성전자가 기존의 방대한 범용(레거시) 메모리 라인을 HBM으로 빠르게 전환해 물량을 쏟아내는 전략이라면 SK하이닉스는 신규 팹의 조기 가동에 방점을 찍고 있다. SK하이닉스는 이천 M16 라인 가동률을 끌어올리는 한편 청주 M15X 공장의 빠른 가동을 서두르고 있다.
업계는 삼성전자와 SK하이닉스가 내년에 모두 HBM 월 20만 장 생산 체제를 갖출 것으로 본다. 다만 시기별 우위는 엇갈릴 것으로 전망된다. 내년 상반기에는 라인 전환 여력이 큰 삼성전자가 물량 공세로 우위를 점해도 M15X가 본격 가동되면서 2026년 여름을 전후로 SK하이닉스가 다시 HBM 생산 1위로 올라설 가능성이 크다는 관측이 나온다.
단순 생산량 경쟁을 넘어 기술 패권 다툼은 차세대 제품인 HBM4(6세대)로 급격히 옮겨붙는 모양새다. HBM4부터는 메모리와 시스템 반도체 간 경계가 허물어지는 이른바 커스텀(Custom) HBM 시대가 본격화하기 때문이다. SK하이닉스는 대만 TSMC와 ‘원팀’ 동맹을 맺고 HBM4의 핵심 부품인 베이스 다이 생산 공정에 TSMC의 로직 공정을 활용한다는 방침을 확정했다. 파운드리 1위 업체와의 협업을 통해 기술적 한계를 돌파하겠다는 전략이다.
삼성전자는 메모리와 파운드리·패키징을 모두 보유한 종합반도체기업(IDM)의 강점을 극대화한 ‘턴키(일괄 수주)’ 솔루션으로 승부수를 띄웠다. 하나의 공장 안에서 설계부터 생산·패키징까지 한번에 끝낼 수 있어 공정 효율과 가격 경쟁력 면에서 우위를 점할 수 있다는 계산이다.
수익성 측면에서도 HBM이 가져올 파급 효과는 상당할 것으로 전망된다. HBM은 일반 D램보다 가격이 3배에서 5배가량 비싼 고부가 제품이다. 전체 D램 시장 매출에서 HBM이 차지하는 비중은 지난해 8% 수준에서 올해 20%를 넘길 것으로 추산된다. 삼성전자가 HBM 생산 1위로 올라서면서 점유율을 늘려나가게 되면 영업이익률 개선 속도 역시 한층 빨라질 것으로 기대된다. 특히 빅테크 기업들이 AI 가속기의 성능을 높이기 위해 고객 맞춤형 HBM을 요구하는 사례가 늘고 있어 기술 대응력이 곧 수익으로 직결되는 구조다.
업계의 한 전문가는 “HBM 시장 파이가 급격히 커지고 있어 양 사 모두에 기회”라고 평했다. 그러면서 “엔비디아 GPU 공급 대기가 길어지자 구글 TPU 등 자체 칩으로 눈을 돌리는 빅테크가 늘고 있다”면서 “HBM 수요처가 다변화하는 것은 IDM 역량을 갖춘 삼성전자에 좀 더 유리한 국면이 될 수 있다”고 분석했다.

서종갑 기자 gap@sedaily.com 기자 admin@119sh.info