[미디어펜=김견희 기자]삼성전자가 지난해 하반기 대대적인 쇄신을 통해 고대역폭메모리(HBM)와 파운드리(반도체 위탁생산) 사업에서 성과를 내며 글로벌 종합 반도체 기업으로서의 경쟁력을 회복한 가운데, 올해도 이 같은 흐름이 이어질 것이라는 전망이 나온다. 인공지능(AI) 반도체 수요 확대와 파운드리 수주 환경도 개선되면서 삼성 반도체 사업 전반의 체질 개선이 본격화하고 있다.

4일 업계에 따르면 삼성전자는 AI 반도체 확산의 핵심 부품으로 꼽히는 HBM과 시스템 반도체를 양축으로 사업 전략을 재정비하며 반도체 경쟁 구도의 변화를 꾀하고 있다. 단기적으로는 HBM3E를 중심으로 한 수익성 개선을 이어가고, 중장기적으로는 차세대 HBM과 파운드리 경쟁력 회복을 통해 종합 반도체 기업으로서의 위상을 강화한다는 구상이다.

삼성전자는 이를 위해 내년 10나노급 6세대(1c) D램 개발을 선제적으로 완료하고 공급 물량 확대에 집중하고 있다. 앞서 삼성전자는 HBM4 코어다이에 1c D램을 과감하게 적용한 바 있다.1c D램은 경쟁사가 HBM3E에서 활용하던 10나노급 5세대(1b) D램보다 두 단계 선행 기술로 평가된다. 이와 함께 삼서전자는 지난해 하반기 평택4공장(P4) 투자는 물론, 그간 미뤄졌던 평택5공장(P5) 건설 역시 1c D램으로 생산 증설도 추진 중이다. 

시장에선 올해 초 삼성전자와 SK하이닉스가 비슷한 시기 HBM4 첫 물량을 생산할 수 있을 것으로 관측하고 있다. HBM4는 엔비디아의 차기 플랫폼 '루빈'을 비롯해 구글 텐서처리장치(TPU), 아마존웹서비스(AWS)의 트레이니움, 마이크로소프트(MS)의 Maia 등에 채택 될 것으로 보인다. 

올해는 HBM4가 본격 개화하는 시기이면서도, 기존 주력 제품인 HBM3E 수요 역시 확대될 전망이다. 엔비디아의 블랙웰과 H200에 HBM3E가 적용되면서 전체 HBM 출하량 가운데 HBM3E 비중은 60% 이상을 유지할 것으로 예상된다.

HBM은 삼성의 종합 반도체 전략에서도 핵심 연결 고리로 작용할 전망이다. 파운드리 선단 공정과 패키징 기술을 HBM에 접목해 AI 칩 고객에게 설계부터 생산까지 아우르는 일괄 설루션을 제공하는 것이다. 이는 메모리 단일 제품을 넘어 시스템 반도체와 결합해 경쟁력을 높이려는 전략으로 풀이된다.

파운드리도 반등할 것으로 보인다. 삼성 파운드리는 지난해 테슬라의 AI6, AI5 일부 물량을 수주한 데 이어 애플의 이미지센서 및 전력 최적화 칩 생산에 나서며 고객 포트폴리오를 확대하고 있다. 

특히 지난해 7월 테슬라와 22조8000억 원 규모로 맺은 장기 공급계약은 미국 테일러시에 삼성전자가 건설 중인 테일러 팹 2나노 최선단 공정을 활용하기로 하면서, 경쟁력은 더욱 공고해질 전망이다. 장기간 적자에 시달렸던 파운드리 사업이 수주 회복과 공정 안정화로 반등세에 진입했다는 평가가 나오는 배경이기도 하다. 

SK하이닉스는 올해 역시 HBM3E에서 확보한 수율과 신뢰성을 기반으로 시장 지배력을 이어 갈 전망이다. 회사는 대규모 증설과 선제적 투자로 공급 능력을 확대하며 AI 메모리 수요 급증에 대응하고 있다. 업계에서는 SK하이닉스가 당분간 HBM 시장 점유율 1위를 유지하되, 삼성전자가 빠르게 격차를 좁히며 양강 구도가 굳어질 가능성에 무게를 두고 있다. 

메모리 단일 경쟁력에 집중하는 SK하이닉스와 달리, 삼성전자는 파운드리를 포함한 종합 반도체 전략으로 차별화를 시도하고 있다는 점에서 경쟁 구도가 갈린다는 분석이다.

마이크론은 HBM과 첨단 공정에서 추격에 나서고 있지만, 단기간 내 공급망 전반을 장악하기는 쉽지 않을 것이라는 관측이 우세하다. AI 반도체 수요가 급증하는 상황에서 대규모 양산 경험과 안정적인 공급 능력을 동시에 갖춘 기업이 제한적이기 때문이다.

시장은 올해를 기점으로 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 한 K-반도체 양강 체제가 최소 내년까지 이어질 가능성에 주목하고 있다. 증권가는 내년에도 SK하이닉스가 HBM 시장 점유율 50% 이상을 유지할 것으로 보고 있으며 삼성전자는 30%대 중반, 마이크론은 20% 내외에 머물 것으로 전망했다.

업계 관계자는 "AI 시대의 반도체 경쟁은 기술 격차뿐 아니라 누가 글로벌 고객의 공급망을 안정적으로 책임질 수 있느냐의 싸움으로 옮겨가고 있다"며 "HBM 주도권 확보와 파운드리 반등은 반도체 판을 다시 짜는 핵심 변수"라고 말했다.