[비즈니스포스트] 이재용 삼성전자 회장이 시스템LSI, 파운드리 사업부에 있던 개발인력을 최근 메모리사업부로 전환 배치, 고대역폭메모리(HBM) 등 차세대 메모리 기술력을 빠르게 끌어올려 삼성 반도체 위기설을 끊어내겠다는 의지를 보이고 있다. 

파운드리(반도체 위탁생산) 경쟁사인 TSMC와도 6세대 HBM4 개발을 위해선 적극 협력키로 하는 등 SK하이닉스에 내준 HBM 1위 자리를 탈환하는 데 역량을 집중할 것으로 보인다.

21일 반도체업계 취재를 종합하면 이 회장은 메모리사업부로 핵심 개발인력을 모으고 있다. 

정보유출자(팁스터) 주칸로스레브는 최근 소식통을 인용해 삼성전자가 시스템LSI 인력을 메모리사업부로 옮기는 것을 논의하고 있다고 보도했다. 지난 11일에는 삼성전자 파운드리 사업부 인력 가운데 일부가 메모리 사업부로 이동키로 했다는 외신 보도도 나왔다.

이는 6세대 HBM4 개발에는 기존 메모리 기술인력 외에 로직다이 개발을 위한 파운드리와 시스템LSI 전문 인력이 필요하기 때문이다. 

HBM4는 이전 세대 HBM과 다르게 고객 맞춤형 제작을 위해 HBM4 맨 아래에 고도화된 ‘로직 다이’가 배치된다. 로직 다이는 맞춤형 HBM4의 핵심으로, 중앙처리장치(CPU) 같은 프로세서처럼 HBM을 컨트롤하는 역할을 한다.

로직 다이는 복잡한 설계와 초미세 파운드리 공정을 필요로 하는데, 삼성전자에서는 시스템LSI 부서가 설계를, 파운드리 부서가 초미세 공정을 담당하고 있다. 

게다가 삼성전자는 HBM4 개발을 위해 세계 최대 파운드리 기업인 TSMC와 협력키로 했다. 댄 코흐파차린 TSMC 얼라이언스 관리 책임자는 지난 9월5일 ‘세미콘 2024’에서 “삼성전자와 TSMC가 HBM4를 공동 개발하고 있다”고 밝혔다.

세계 1위와 2위 파운드리 기업의 동맹은 삼성전자가 HBM4에서 앞서갈 수 있는 경쟁력을 만들 것으로 보인다. TSMC와 협력으로 삼성전자는 오랜 시간 HBM에서 겪었던 3나노 이하 초미세 파운드리 수율(완성품 비율) 문제도 해결할 수 있을 것이란 분석이 나온다.

삼성전자의 HBM4 개발은 내년 완료될 것으로 예상되며, 내년 하반기 엔비디아 품질 인증을 거쳐 2026년부터 본격 양산해 공급할 것으로 전망된다. 
 

이 회장이 HBM4에 집중하는 이유는 메모리 반도체 1위 기업으로서의 자존심을 세우고, 미래 폭증할 HBM 수요를 대비하기 위한 것으로 해석된다.

AI 투자 열풍이 수그러들 것이란 일각의 예측과 달리 엔비디아의 AI 반도체 수요가 내년 이후에도 지속될 것으로 예상되며, 이에 따라 AI 칩에 필요한 HBM 수요 역시 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 올 연말 생산할 AI 반도체 '블랙웰' 수요와 관련해 "미쳤다"고 표현했다. 또 미국 모건스탠리는 블랙웰이 2025년 말 생산분까지 이미 매진됐다고 밝혔다.

궈밍치 대만 TF인터내셔널 연구원에 따르면 올해 4분기 블랙웰 출하량은 15만 개에서 20만 개가 될 것으로 예상되며, 내년 1분기에는 50만 개에서 55만 개에 이를 것으로 전망된다.

블랙웰 개 당 가격이 3만~4만 달러(약 4100만 원~5500만 원) 수준인 점을 감안하면 엔비디아는 올해 4분기에만 블랙웰 판매로만 최대 11조 원의 매출을 올리고, 내년 1분기엔 30조 원이 넘는 매출을 기록할 것으로 보인다.

대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 용량 기준 HBM 수요는 2024년과 2025년 매년 두 배 가까이 오를 것으로 분석했다. 게다가 HBM의 평균 판매 가격은 기존 DDR5보다 5배 가량 높다.

올해 4분기 기존 레거시 D램 가격은 하락할 것이지만, HBM 가격은 8~13% 상승할 것으로 전망된다.

다만 삼성전자의 HBM4 집중으로 파운드리와 시스템LSI 사업 역량이 약화할 수 있다는 우려도 제기된다. 특히 시스템LSI 부서가 개발 중이던 삼성전자의 자체 모바일 프로세서(AP) 엑시노스2500의 출시가 더 어려워 질 것이란 관측을 일각에서 제기한다.

파운드리 사업도 어려움을 겪을 수 있을 것으로 예상된다. TSMC와 협력으로 HBM4의 수율 문제는 해결 할 수 있지만, 세계 파운드리 시장에서 TSMC와 점유율 격차는 더 벌어질 수 있다는 관측이 나온다. 

트렌드포스에 따르면 올해 2분기 TSMC와 삼성전자의 세계 파운드리 점유율은 각각 62.3%와 11.5%로 격차는 50%를 넘었다. 김호현 기자