[비즈니스포스트] 삼성전자가 올해 말 양산에 돌입하는 6세대 고대역폭메모리(HBM4)에 적용할 1c D램 기술이 빠르게 안정화 단계에 진입하고 있다. 1c D램 수율(완성품 비율)이 양산 가능한 60%대에 근접한 50% 대로 올라섰고, 이에 따라 HBM4 양산을 위한 대규모 설비투자에 곧 나설 것으로 전해졌다. 

삼성전자가 그동안 HBM 시장에서 경쟁사에 뒤처졌지만, 내년 HBM4에선 시장 반전을 만들 수 있을 것이란 기대감이 높아지고 있다.  

다만 올 하반기까진 반도체 부문 실적이 크게 개선되진 못할 것으로 전망된다. 삼성전자 DS(반도체) 부문은 HBM4 양산 전까지 파운드리(반도체 위탁생산) 사업부의 적자 축소와 엔비디아와 AMD의 중국용 인공지능(AI) 칩 수출 재개에 따른 HMB3 공급으로 당분간 실적 방어에 나설 것으로 보인다. 

17일 홍콩 증권사 CLSA의 최근 보고서에 따르면 삼성전자가 올해 말 HBM4 양산을 위한 1c D램 수율이 50%를 넘어서며 양산을 위한 내부 설비투자 승인을 받았으며, 이른 시일 내 HBM4 대량생산을 위한 투자가 이뤄질 것으로 예상된다.

삼성전자는 5세대 HBM3E에서 실기를 만회하기 위해 HBM4에 경쟁사보다 앞선 1c D램 공정 기술을 적용하고 있다. SK하이닉스와 마이크론은 삼성전자보다 한 단계 낮은 1b D램 공정을 사용해 HBM4를 개발하고 있다.

발열 문제와 수율 등에서 어려움을 겪은 삼성전자는 HBM4에서 반전을 만들고자 1c D램 설계를 전면 수정할 정도로 공을 들여왔다. CLSA 측은 삼성전자 1c D램 수율 향상이 코어 회로 재설계와 칩 다이 크기 증가 등에 기인한다고 분석했다.

삼성전자는 평택캠퍼스 P4 팹(생산시설)에 HBM4 양산을 위한 설비를 집중 투자할 것으로 알려졌다. P4 팹은 올해 하반기 월 5만 장의 1c D램 웨이퍼 생산능력을 갖추고, 내년 상반기엔 P3 팹 역시 1c D램 생산능력을 갖출 것으로 보인다.

HBM4 매출은 내년 상반기에나 본격적으로 발생할 것으로 예상되기 때문에 회사의 올 하반기 반도체 실적은 파운드리 사업부 적자 축소와 4세대 HBM3, 그래픽용 GDDR7, DDR5 D램 등으로 상반기 부진을 털어내는 수준이 될 것으로 분석된다. 

미국 증권사 씨티그룹은 삼성전자 파운드리 공장의 가동률이 올 상반기 60% 수준에서 하반기 77%까지 오르며 적자 규모가 축소될 것으로 전망했다. 구체적으로 2분기 2조4천억 원에 달했던 영업손실은 3분기 절반 수준인 1조2천억 원으로 감소할 것으로 추산했다.

피터 리 씨티그룹 연구원은 이같은 파운드리 적자 폭 축소가 삼성전자의 갤럭시Z 플립7에 탑재된 자체 모바일 애플리케이션프로세서(AP) ‘엑시노스2500’의 생산 때문이라고 설명했다. 또 2나노 공정에서도 ‘엑시노스2600’ 생산과 해외 주요 고객사 확보가 예상된다고 부연했다.

파운드리 사업부 적자 축소는 하반기 삼성전자 반도체 부문 실적 개선에 큰 기여를 할 것으로 보인다. 증권가는 파운드리 사업부의 올해 1분기와 2분기 적자 규모가 각각 2조6천억 원과 2조5천억 원 수주인 것으로 추산하고 있다.

상반기 삼성전자 반도체 부문의 전체 영업이익이 1조5천억 원 수준으로 추정되는 상황에서, 파운드리 사업부에서만 총 5조1천억 원이 넘는 적자를 낸 것이다. 하반기 적자 폭이 절반으로 축소된다면, 반도체 부문 전체 영업이익은 크게 개선될 것으로 보인다.
 

또 하반기 엔비디아와 AMD가 삼성전자의 4세대 HBM3를 탑재한 중국용 AI 칩 수출을 재개할 것으로 예상되며, 2분기 1조원에 달했던 HBM3 재고 손실을 하반기에 상당 부분 만회할 수 있을 것으로 관측된다.

지난 16일 젠슨황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 도널드 트럼프 행정부의 대중 반도체 규제로 수출이 막혔던 중국용 AI 칩 ‘H20’의 수출이 재개될 것이라고 밝혔다. 

다만 엔비디아 H20의 수출 재개에 따른 수혜는 제한적일 것으로 보인다.

미국 증권사 JP모간에 따르면 엔비디아는 지난해까지 H20에 삼성전자의 HBM3를 탑재했지만, 올해 들어 HBM3E 8단 제품을 탑재하기 시작했다. 삼성전자는 HBM3E 8단 제품에 대한 엔비디아 인증은 받았지만, 아직 엔비디아 H20용으로 준비되지 않았다고 JP모간은 주장했다.

유럽 증권사 UBS도 “삼성전자는 H20 출하 재개로 손실을 일부 회복할 것이지만, 중국 AI 고객사를 대상으로 한 삼성전자의 HBM3E 8단 도입은 여전히 제한적”이라고 밝혔다.

다만 AMD의 중국 AI칩 수출 재개에 따른 HBM3 수혜는 온전히 누릴 수 있을 것으로 보인다. AMD는 현재 중국 수출이 막혔던 ‘MI308’ AI 칩의 수출 재개를 위한 라인선스 발급 작업에 돌입한 상황이다.

삼성전자는 AMD의 MI308에 HBM3를 대부분 공급하고 있는 것으로 알려졌다. AMD가 지난 4월 미국의 대중국 AI칩 수출 규제로 올해 8억 달러(약 1조1천억 원)의 손실을 예상한 만큼, 수출 재개로 1조 원 가량의 매출을 기대할 수 있을 것으로 보인다.

통상 AI칩 가격의 30%를 HBM이 차지한다는 점을 고려하면, AMD의 중국 수출 재개는 삼성전자에 3천억 원 가량의 매출을 가져다 줄 것으로 전망된다.

또 삼성전자는 엔비디아와 AMD의 차세대 중국용 AI 칩에 그래픽용 D램 ‘GDDR7’을 단독 공급하며 관련 매출이 증가할 것으로 예상된다.  

대만 디지타임스에 따르면 엔비디아가 삼성전자 GDDR7을 탑재해 개발하는 엔비디아 ‘B30’과 ‘B40’ 칩은 올해만 최대 200만 개가 출하될 것으로 예상됐다.

다만 일각에서는 엔비디아 H20 수출이 재개된 상황에서 GDDR7 메모리를 탑재한 저성능 B30과 B40 칩 수요가 예상보다 줄어들 수 있다는 관측을 내놓고 있다. 김호현 기자