[미디어펜=김견희 기자]글로벌 인공지능(AI) 반도체 수요가 빠르게 확산하면서 고대역폭메모리(HBM)를 둘러싼 메모리 기업 간 경쟁도 치열해지고 있다. 대량 공급이 가능한 생산능력(CAPA)이 시장 주도권을 가르는 핵심 요소로 부상하면서 삼성전자와 SK하이닉스는 설비 증설과 공정 효율화에 속도를 내는 모습이다.

16일 업계에 따르면 삼성전자는 기존 팹 구조를 재편하고 장비 밀도를 높이는 방식으로 생산능력을 최대한 늘리고 있다. AI 반도체 수요는 빠르게 증가하고 있지만 신규 팹 건설에는 상당한 시간이 소요되는 만큼, 단기간 내 효과를 낼 수 있는 공정 최적화와 장비 재배치를 통해 생산능력 확대 속도를 끌어올린다는 전략이다.

삼성전자는 먼저 올해 상반기 준공을 앞둔 평택 4공장(P4)의 공기 단축에도 총력을 기울이고 있다. 를 통해 삼성전자는 올해 말까지 웨이퍼 기준 월 17만 장 수준의 HBM 생산능력을 월 25만 장까지 끌어올리는 내부 목표를 세운 것으로 알려진다.

평택 5공장(P5) 준공 시점도 기존 계획보다 1년 앞당긴 2027년 5월로 조정했다. 

수율도 개선도 가시화하고 있다. 업계 안팎 소식을 종합하면 최근 HBM에 적용하는 삼성전자의 10나노급 6세대(1c) D램 수율은 60% 수준까지 개선된 것으로 전해진다. 시장에선 60%를 넘는 수율은 안정성이 높고, 대량 생산 체제로 이어질 수 있다고 평가한다.

SK하이닉스도 생산능력 확대에 속도를 내고 있다. 이미 포화 상태에 이른 청주 공장 내 유휴 공간을 재배치해 장비 설치 여력을 확보한 것으로 알려졌다. 회사는 이달 들어 한미반도체와 한화세미텍에 HBM 제조의 핵심인 D램을 수직 적층할 때 사용하는 핵심 장비인 열압착장비(TC본더)를 신규 발주하기도 했다. 시장에선 SK하이닉스가 생산하는 HBM 수율이 5세대 (HBM3E) 기준 80% 근접한 것으로 보고 있다. 

중장기적으로는 용인 반도체 클러스터가 양사의 생산능력 확대의 핵심 축이 될 전망이다. 최근 용인 클러스터 조성 계획 승인이 적법하다는 법원의 판단이 나오면서 산업 단지 조성은 더욱 탄력이 붙는 모양새다. 

용인 클러스터는 삼성전자와 SK하이닉스 중심 축으로 조성되는 반도체 단지다. 기존 평택·화성 등과 함께 국가 전략 대표 산업인 반도체의 심장이 될 것으로 시장은 기대하고 있다. 

삼성전자는 용인시에 2030년 가동을 목표로  약 728만 ㎡(220만 평) 부지를 확보하고, HBM과 범용 D램, 파운드리까지 아우르는 규모 팹 6기와 3기의 발전소를 건설할 예정이다. 

SK하이닉스는 약 415만 ㎡(125만 평) 부지에 팹 4기를 건설한다. 지난해 2월 첫 팹 공사에 착공했으며, 2027년 완공 목표다. 산단 내에는 팹뿐만 아니라 소재·부품·장비 업체와 설계·연구기관도 입주해 산업 생태계를 조성한다.

업계에서는 AI 반도체 수요 확대가 단기간에 그치지 않고 데이터센터, 자율주행, 등으로 확산하고 있는 만큼 HBM 공급 경쟁 역시 중장기 국면으로 이어질 것으로 보고 있다. 특히 HBM은 그래픽처리장치(GPU)와 함께 패키징되는 구조적 특성상 단기간에 생산능력을 늘리기 어렵다는 점에서, 안정적인 양산 체제를 확보한 기업이 시장 주도권을 가져갈 가능성이 크다는 분석이다.

업계 관계자는 "누가 더 잘 만들면서 안정적으로 빠르게 많이 공급할 수 있느냐가 중요하다"며 "AI 슈퍼사이클(호황기)에 접어든 만큼 생산능력 확보가 향후 글로벌 메모리 시장 판도를 좌우할 핵심 변수가 될 것"이라고 말했다.