[기획]'반도체 제국' 부활…삼성전자, 메모리·파운드리·패키징 원스톱...

시스템반도체 부활 신호탄, '2나노·AI 턴키'로 빅테크 수주 가속

삼성전자 평택캠퍼스. 사진=연합뉴스

매일일보 = 권선형 기자

|

삼성전자가 올 1분기 어닝 서프라이즈를 기록하며 시장의 기대를 뛰어넘은 가운데 향후 단순한 메모리 가격 상승을 넘어선 기술 초격차의 실질적 구현에 관심이 모아진다. 업계에서는 이번 실적이 일시적 반등이 아닌 삼성전자가 지난 수년간 준비해온 AI 연합전선의 결과물이라고 분석하고 있다.

이번 실적의 핵심 동력인 HBM(고대역폭메모리)은 올해 하반기로 갈수록 위력이 더해질 전망이다. 특히 지난 2월 세계 최초로 양산에 성공한 6세대 HBM4가 승부처로 꼽힌다. 삼성은 메모리 업계에서 유일하게 메모리+파운드리+패키징을 한번에 제공하는 원스톱 솔루션을 강점으로 내세우고 있다.

증권가에서는 삼성이 엔비디아를 비롯한 글로벌 빅테크들에게 HBM4를 공급하며 그간 경쟁사에 다소 밀렸던 HBM 시장 주도권을 탈환했다고 평가한다. 김동원 KB증권 연구원은 “엔비디아 차세대 AI 가속기 루빈에 탑재될 HBM4 공급 점유율이 최대 40%까지 확대되며 하반기로 갈수록 고부가가치 제품 비중 확대로 인한 수익성 할증(Premium) 요인이 본격화돼 역대 최대 실적 경신 구간에 진입할 것"이라고 분석했다.

글로벌 투자은행(IB)들의 평가도 상향되고 있다. 맥쿼리증권은 최근 보고서에서 삼성전자의 2026년 영업이익을 301조원으로 제시했고 모건스탠리는 영업이익을 245조원으로 추정하며 기존 대비 전망치를 33% 높였다. 노무라증권도 2026년 영업이익을 242조원으로 내다보며 삼성전자가 엔비디아를 제칠 것이란 분석을 내놨다.

삼성이 약점으로 지적받았던 시스템반도체 부문의 부활 징후도 뚜렷하다. 파운드리 사업부는 2나노(nm) 공정 수율이 안정화 단계에 진입하며 글로벌 AI 칩 설계 기업들의 수주가 이어지고 있다. 특히 메모리, 파운드리, 첨단 패키징을 일괄 제공하는 AI 턴키(Turn-key) 전략이 고객사의 비용 절감 요구와 맞물려 성과를 내고 있다. 시스템LSI 사업부의 자체 앱 프로세서(AP)인 엑시노스 시리즈 또한 온디바이스 AI 시장에서 성능을 인정받아 갤럭시 시리즈 탑재 비중이 확대되는 추세다.

삼성전자는 지난 3월 주주총회에서 HBM4 조기 양산, 2나노 기반 AI 가속기 시장 공략, AI 기반 무인 공장 도입을 통한 제조 혁신 등 3대 전략을 밝혔다.

전영현 삼성전자 대표이사 부회장(DS부문장)은 “디바이스솔루션(DS) 부문은 로직부터 메모리, 파운드리, 패키징까지 원스톱 솔루션이 가능한 세계 유일의 반도체 회사”라며 “압도적인 기술 리더십을 바탕으로 AI 반도체 시장의 주도권을 확실히 확보하겠다”고 말했다.

특히 전 부회장은 “내부적으로 AI 기술을 설계와 제조 전 공정에 도입해 개발 속도와 수율을 획기적으로 높이겠다”며 단순한 자동화를 넘어 AI가 스스로 최적의 결정을 내리는 AI 자율 공장(AI Driven Factory)으로의 전환 가속화를 강조했다.

삼성전자는 올해 역대 최대 연구개발(R&D) 투자를 집행하며 기술 초격차 다지기에 나설 계획이다. 단순히 제품 공급을 넘어 차세대 패키징 기술인 SAINT(삼성 첨단 인터커넥트 기술)와 유리 기판 등 미래형 신소재 상용화에 역량을 집중해 AI 반도체의 발열과 성능 한계를 극복한다는 구상이다.

특히 고원가 구조를 근본적으로 타파하기 위한 AI 자율 공장의 조기 안착이 올해 핵심 과제다. 2030년 완전 무인화를 목표로 설계부터 제조까지 AI가 실시간으로 수율을 최적화하는 시스템을 구축해 생산성을 극대화할 방침이다.

파운드리 부문은 2나노(SF2) GAA 공정의 응용처를 모바일을 넘어 HPC(고성능 컴퓨팅)와 차량용 반도체까지 전방위로 확대해 글로벌 수주 잔고를 늘린다는 전략이다.