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[IT뉴스]AI 인프라 주도권 쥔 K반도체… 투자 시계 앞당긴 메모리⋅파운드리 반등 [위클리반도체]

온카뱅크관리자

2026-05-16 11:07:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> [반도체레이다] 삼성·SK 차세대 D램 인프라 조기 확충…4㎚ 로직 기반 6세대 HBM 시너지 가속 
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 디지털데일리 반도체레이다 독자 여러분 이번 주도 열심히 달린 &lt;반도체레이다&gt;가 반도체 소부장 이슈를 들려드립니다. &lt;반도체레이다&gt;에서는 금주에 놓쳐서는 안 되는 중요한 뉴스를 선정해 보다 쉽게 풀어드리고 이해할 수 있도록 돕는 코너입니다. 반도체레이다와 함께 놓친 반도체 이슈 체크해보시죠. &lt;편집자주&gt;
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 [디지털데일리 배태용기자] 인공지능 서비스가 대형 언어 모델 학습을 넘어 실시간 추론 영역으로 폭발적으로 진화하면서 이를 뒷받침할 핵심 하드웨어인 반도체 산업의 시계가 유례없이 빨라지고 있습니다. 폭증하는 고대역폭메모리와 고성능 D램 수요를 온전히 감당하기 위해 국내 메모리 양강이 신규 공장 가동과 장비 발주 일정을 대폭 앞당기며 선제적인 인프라 확장에 사활을 걸고 나섰습니다.
 이와 동시에 칩 설계와 메모리, 첨단 패키징이 하나로 융합되는 산업 트렌드 속에서 첨단 로직 공정을 앞세운 파운드리 사업 역시 강력한 실적 반등의 모멘텀을 맞이했습니다. 이번 주 위클리반도체에서는 인공지능 시대의 주도권을 확고히 쥐기 위해 대규모 설비 투자에 나선 메모리 업계의 속도전과 첨단 공정을 바탕으로 턴어라운드를 준비하는 파운드리 시장의 굵직한 변화를 심도 있게 짚어봅니다.
 ◆ 인공지능 수요가 부른 인프라 속도전…삼성전자 평택 P4, SK하이닉스 청주 M15X 조기 가동
 인공지능 반도체 호황으로 고대역폭메모리와 고성능 D램 수요가 폭발하면서 삼성전자와 SK하이닉스가 신규 팹 투자와 장비 발주 일정을 파격적으로 앞당기고 있습니다. 고대역폭메모리는 일반 범용 D램과 비교해 다이 크기가 월등히 크고 수율 관리가 매우 까다로워 동일한 생산량을 확보하기 위해 2배에서 3배 이상의 막대한 웨이퍼 캐파가 필수적으로 요구됩니다. 여기에 선단 공정인 10나노급 5세대 및 6세대 전환에 따른 웨이퍼 생산량 감소 효과까지 겹치면서 물리적인 라인 증설 없이는 넘쳐나는 고객사 수요를 감당하기 어려운 상황에 직면했습니다. 글로벌 장비 공급망이 갈수록 타이트해지는 현실 속에서 선제적인 장비 셋업을 완료하는 기업만이 미래 시장의 생존을 담보할 수 있게 됐습니다.
 삼성전자는 핵심 생산 기지인 평택 P4 공장의 D램 투자 일정을 대폭 앞당기며 장비 반입에 전사적인 속도를 내고 있습니다. 당초 계획을 전면 수정해 올해 상반기 페이즈3 라인에 이어 하반기 페이즈4 라인까지 전공정 장비 셋업을 완료할 것으로 굳혀졌습니다. 과거 업황 침체로 인해 다소 보수적으로 접근했던 자본적 지출 기조를 완전히 뒤집고 적극적인 확장으로 선회한 것입니다. 내년 삼성전자의 D램 투자 규모는 기존 예상과 비교해 월 1만장가량 추가 확보될 전망이며 시장 일각에서는 내년 2분기부터 평택 P5 라인 구매 주문을 앞당겨 개시해 2027년 연간 총 15만장 규모의 막대한 투자를 집행할 것이라는 관측도 나옵니다.
 SK하이닉스 역시 청주 M15X와 용인 Y1 팹 투자를 맹렬하게 가속하며 맞불을 놓고 있습니다. 업계에서는 SK하이닉스의 내년 D램 관련 투자 규모가 올해와 비교해 무려 2배수준으로 급증할 것이라는 전망이 나옵니다. 당초 낸드플래시 생산을 위해 기획됐던 청주 M15X를 D램 생산 기지로 전격 전환하기로 결정한 데 이어 핵심 장비 반입 일정도 최대한 앞당기고 있습니다. 낸드 수요 회복과 인공지능 메모리 호조에 힘입어 전사적인 재무 건전성을 빠르게 회복한 만큼 차세대 메모리 시장을 굳히기 위해 전례 없는 수준의 속도전을 펼치고 있습니다. 특히 청주 M15X는 차세대 실리콘관통전극 캐파를 대대적으로 확충하는 전초기지로 활용될 가능성이 커 관련 전후공정 장비 발주 랠리가 지속될 것으로 보입니다.
 ◆ 4㎚ 공정 궤도 안착, 6세대 고대역폭메모리 베이스 다이 수혜…삼성 파운드리 반등 시동
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 메모리 분야의 투자 물결은 파운드리 사업의 실적 반등으로 자연스럽게 이어지고 있습니다. 긴 부진을 겪었던 삼성전자 파운드리는 최근 4㎚ 공정 기반의 핵심 인공지능 칩 프로젝트를 잇달아 확보하며 하반기 대대적인 공급 확대를 정조준하고 있습니다. 4㎚ 공정은 삼성전자가 수년간 공들여 최적화한 첨단 노드로 올해부터 4세대 고성능컴퓨팅 공정인 SF4X가 본격적인 궤도에 오르면서 대형 고객사들의 수주가 이어지고 있습니다.
 대표적인 고객사로는 미국 인공지능 반도체 기업 그록이 꼽힙니다. 삼성전자는 랙스케일 추론 가속기용 그록3 언어처리장치를 하반기부터 SF4X 공정에서 본격 양산할 예정입니다. 이 칩은 엔비디아의 차세대 추론 플랫폼 베라 루빈 생태계에 포함돼 대규모 언어 모델 추론 시 토큰 생성 단계의 지연 시간을 줄이는 중요한 보완 가속기 역할을 수행하게 됩니다. 이외에도 미국 IBM 및 암바렐라를 비롯해 중국 바이두 그리고 국내 리벨리온과 하이퍼엑셀 등 유망한 반도체 설계 기업들이 삼성전자의 4㎚ 공정을 적극적으로 활용할 예정입니다.
 여기에 더해 차세대 메모리 패키지 제품인 6세대 고대역폭메모리는 삼성 파운드리의 실적 반등에 결정적인 호재로 작용하고 있습니다. 6세대 제품부터는 적층된 D램 코어 다이를 하단에서 받치고 외부 칩과 연결하는 베이스 다이의 역할이 비약적으로 커졌습니다. 인공지능 가속기와 메모리 사이를 오가는 데이터량이 기하급수적으로 늘어나면서 단순한 연결 통로를 넘어 신호 제어와 전력 관리 등 맞춤형 로직 기능의 중요성이 크게 부각됐기 때문입니다. 이에 따라 6세대 베이스 다이는 기존 범용 공정을 벗어나 4㎚ 첨단 로직 파운드리 공정에서 정밀하게 제작됩니다.
 삼성전자가 6세대 고대역폭메모리 물량을 늘릴수록 파운드리 사업부의 4㎚ 베이스 다이 생산 물량도 동반 상승해 평택 캠퍼스 등에 주력으로 배치된 선단 공정 라인의 가동률을 극대화할 수 있는 완벽한 시너지 구조가 완성됐습니다. 차세대 공정으로 꼽히는 2㎚ 공정 역시 순조로운 개발 흐름을 타고 있습니다. 삼성 파운드리는 2㎚ 1세대 공정 기반의 엑시노스 2600을 성공적으로 양산한 데 이어 하반기 2세대 공정 기반 엑시노스 2700을 철저하게 준비 중이며 향후 3세대 공정과 테슬라 전용 맞춤형 공정 등으로 성과를 확대할 방침입니다. 메모리 슈퍼사이클이 파운드리 실적 회복의 강력한 지렛대 역할을 수행하는 가운데 첨단 공정의 수율 안정화와 차세대 프로젝트의 성공적인 양산 진입이 향후 장기적인 도약을 이끌 핵심 과제로 평가받고 있습니다.
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