삼성전자, 다시 뛴다...HBM3E 개선하고 TSMC와 협력

'선택과 집중' 통해 위기극복...파운드리 대신 고부가 메모리 적극 투자

3분기 실망스러운 성적표를 써낸 삼성전자가 다시 뛴다. 선택과 집중은 대내외적으로 위기설이 돌고 있는 반도체 부문에 모아질 전망이다.

삼성전자는 위기 돌파를 위해 기술 개발과 시설투자 계획을 변경했다. 5세대 HBM(고대역폭메모리) HBM3E를 엔비디아에 공급하기 위해 개선품을 만들어 다시 공략하고, 6세대 HBM인 HBM4에서는 파운드리 경쟁사인 TSMC와 협력 가능성을 내비쳤다. 시설투자는 증설보다 전환에 초점을 맞춘다. 적자를 지속한 파운드리 시설투자는 축소한다는 방침이다.

삼성전자 평택사업장에서 직원들이 현장을 살피고 있다.(사진=삼성전자)

■ HBM3E 개선품 만들어 엔비디아 공급 공략…HBM4, TSMC와 협력

삼성전자는 31일 3분기 컨퍼런스콜에서 HBM3E 사업이 순항 중이라고 재차 강조하며, 엔비디아에 공급 가능성을 내비쳤다.

김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 “현재 HBM3E 8단과 12단 모두 양산 판매 중”이라며 “주요 고객사 퀄(품질 테스트) 과정상 중요한 단계를 완료하는 유의미한 진전을 확보했고 4분기 중 판매 확대가 가능할 전망”이라고 밝혔다. 이어 “전체 HBM 3분기 매출은 전 분기 대비 70% 이상 성장했고, HBM3E의 매출 비중은 3분기에 10% 초중반 수준까지 증가했다. 4분기 HBM3E 비중은 50%로 예상된다”고 덧붙였다.

삼성전자는 AMD 등에 HBM3E를 공급하고 있지만 AI 반도체 큰 손인 엔비디아에게는 HBM3E 퀄티스트가 지연되고 있다. SK하이닉스·마이크론 등 경쟁사가 HBM에 1b(5세대 10나노급 D램)을 활용한 것과 달리, 삼성전자는 이전 세대인 1a D램을 채택한 것이 주요 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 삼성은 HBM3E 개선 제품을 만들어 엔비디아 공급을 확정 짓는다는 목표다.

김재준 부사장은 “주요 고객사들의 차세대 GPU 과제에 맞춰 최적화된 HBM3E 개선 제품을 추가적으로 준비하고 있다”며 “내년 상반기 내에 해당 개선 제품의 과제 양산화를 위해 고객사들과 일정을 협의하고 있다”고 밝혔다.

삼성전자가 36GB(기가바이트) 12단 HBM3E를 개발했다. (사진=삼성전자)

HBM4에서는 삼성 파운드리 외에도 경쟁사인 TSMC와 협력하는 방향으로 계획을 바꿨다. 그동안 삼성전자는 메모리-파운드리-패키징을 모두 갖춘 종합반도체기업(IDM)이란 장점을 살려 HBM 턴키 솔루션을 제공한다는 계획이었으나 경쟁력 확보를 위해 과감한 결정을 내린 것이다.

이날 삼성전자는 컨콜에서 “베이스 다이 제조와 관련해 파운드리 파트너 선정은 내외부와 관계없이 고객 요구에 맞춰 대응하고 있다”고 말했다. HBM4는 내년 하반기 양산을 목표로 한다.

HBM은 여러 개의 메모리 반도체를 실리콘관통전극(TSV) 기술을 통해 수직으로 쌓아서 만든 제품인데, HBM의 받침대 역할을 하는 1층을 '베이스 다이'라고 부른다. HBM3E까지는 메모리 업체가 자체 공정으로 베이스 다이를 만들었으나, HBM4부터는 성능과 효율을 끌어올리기 위해 파운드리 업체와 협력을 통해 만들어야 한다.

앞서 SK하이닉스는 지난 5월 HBM4에서 TSMC와 로직 다이 협력을 공식 발표하며 '원팀'을 강조해 왔다.

■ 내년 반도체 시설투자, 증설보다 전환에 집중…파운드리 축소

시설투자 계획도 전면 수정했다. 적자를 보이는 파운드리 대신 고부가 메모리 제품에 적극 투자한다는 방침이다.

삼성전자는 “내년 반도체 시설투자는 올해와 유사한 수준의 캐픽스(Capex·자본적지출)를 고려 중이다"라며 "설비 투자의 경우에는 증설보다는 전환 투자에 초점을 두고, 기존 라인에 대해 1b나노 D램 및 V8, V9 낸드로 전환을 가속화해서 수요 모멘텀이 강한 선단 공정 기반 고부가가치 시장에 집중할 계획이다"고 말했다.

파운드리는 시황과 투자 효율성을 고려해 투자 규모를 축소하지만, 2나노 공정에는 집중할 계획이다.

회사는 “내년 파운드리는 이미 보유한 생산 인프라 가동 극대화를 통해 선단 레거시 노드의 고객 주문을 적기에 대응할 계획이며, 최선단 R&D 준비의 신규 캐파 투자는 가동률 및 수익성을 고려해 신중하고 효율적으로 추진할 계획이다”고 말했다.

이어 “내년 시장은 고객사의 재고 조정에 대한 우려가 남아 있으나 선단 노드를 중심으로 두 자릿수 성장이 전망된다”며 “4·4분기 중 2나노 GAA 양산성 확보와 또한 추가적인 경쟁력 있는 공정 및 설계 인프라 개발을 통해 고객 확보에 더욱 주력하도록 하겠다”고 덧붙였다.

삼성전자는 올해 반도체 시설투자에 47조9천억원이 예상된다고 밝혔다. 지난해 반도체 시설투자 비용은 48조4천억원이었다.

한편 3분기 실적발표에 따르면 삼성전자 전사 영업이익은 9조1천834억원을 기록하며 시장 전망치(10조원대)를 밑도는 실적을 냈다. 이는 전분기 대비 1조2천600억원 감소한 실적이다. 3분기 전사 매출은 79조987억원으로 전년 보다 17.3%, 전기 보다 6.7% 각각 증가하며 역대 최대 분기 매출을 기록했다. 기존 최대는 2022년 1분기 77조7천800억원이다.

반도체를 담당하는 DS(디바이스 솔루션) 부문 매출은 29조2천700억원으로 전년 대비 78%, 전분기 대비 3% 각각 증가했다. DS부문 영업이익은 3조8천600억원으로 지난 2분기 영업이익(6조4천500억원) 보다 2조5천900억원이 줄었다. 증권가에 따르면 메모리 사업부 영업이익은 7조원이며, 파운드리·시스템LSI사업부의 적자는 2조원에 육박할 것으로 추정된다. 따라서 일회성 비용과 파운드리·시스템LSI사업부 적자를 감안하면 DS부문 영업이익은 5조원 수준이 예상된다.