"HBM4 시장 선점"… 삼성·SK 라인증설 총력 [질주하는 K반도체]

하반기 생산능력 확충 양산 준비
삼성, 평택 증설 맞춰 장비 발주
화성공장은 후공정 전용으로 전환
SK도 청주 M15X 투자집행 속도

삼성전자가 평택캠퍼스 증설에 맞춰 이번 3·4분기 중 반도체 장비 발주를 진행한다. SK하이닉스는 새 반도체 생산기지인 청주 M15X에 대한 투자집행에 속도를 높일 계획이다. 이처럼 삼성전자와 SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 수요 확대에 대응해 생산능력 확대 경쟁에 돌입했다. 글로벌 HBM 시장 주도권을 둘러싼 양사의 HBM 투자경쟁이 본격화된 것으로 관측된다.

5일 반도체 업계에 따르면 삼성전자는 최근 선단 D램 신공장인 경기 평택 P4 공장의 건설공사를 재개한 데 이어 3·4분기 중 해외 장비업체들에 노광장비, 식각장비 등 핵심 장비를 주문할 계획이다. 이어 4·4분기부터는 클린룸(반도체 제조실) 장비와 공정자동화 장비, 전공정 장비, 검사장비, 후공정 장비 순으로 투자를 집행한다.

삼성전자의 하반기 장비 반입과 생산능력 확대는 내년부터 수요가 본격화될 HBM4 생산을 위한 6세대(1c) D램 공정에 초점이 맞춰져 있다. HBM4는 입출력단자 수가 앞 세대인 HBM3E(5세대) 대비 2배 이상 늘어나면서 반도체 칩 면적이 20% 이상 커진다. 수율(정상제품 비율) 확보를 위해서는 현재 HBM3E보다 더 많은 양의 웨이퍼가 투입된다. 생산능력 확보가 HBM4 경쟁의 핵심인 셈이다. 이에 따라 삼성전자는 내년 말까지 평택 P4 라인에서 월 6만장 이상의 웨이퍼 생산이 가능하게 하겠다는 목표다.

더불어 반도체 라인 개편도 병행하고 있다. 삼성전자는 현재 구형 메모리를 생산 중인 화성공장 H1 라인을 후공정(BEOL) 전용으로 전환했다. 이와 관련해 기존 생산인력 전환배치를 마쳤고, 최근에는 하이브리드 본딩설비 도입도 본격화했다. 하이브리드 본딩은 구리로 D램과 D램을 바로 붙이는 기술로, HBM 두께를 더 얇게 구현할 수 있어 차세대 고성능 패키지 핵심 기술로 꼽힌다. HBM4E부터는 하이브리드 본딩기술이 필수적일 것이란 전망이 나온다.

현재 글로벌 HBM 시장 1위를 달리고 있는 SK하이닉스도 투자 움직임을 가속화하고 있다. 증권가에 따르면 SK하이닉스의 HBM 생산능력은 올해 말까지 월 17만장, 내년 말까지는 월 22만장 수준으로 확대될 전망이다. 하반기 중 청주 M15X 공장에 대한 설비투자를 본격화하며, 월 5만장 이상 생산능력을 추가로 확보할 계획이다. 기존 M16 증설도 계속하고 있고, 선단 HBM 핵심인 1b(5세대) D램 캐파도 확대할 예정이다.

'인공지능(AI) 전환기' 양사가 승부수를 띄웠다는 분석이 나온다.

실제 내년부터 엔비디아, AMD, 구글 등 주요 고객사들이 HBM4 기반 AI 반도체를 양산하는 만큼 선제적 생산능력 확충이 중요해졌다. SK하이닉스와 삼성전자 모두 올 상반기 주요 고객사들에 HBM4 시제품(샘플)을 전달한 상태다.

반도체 업계 관계자는 "글로벌 AI 인프라 투자가 국가 단위로 확산하면서 첨단 메모리 수요가 급격히 늘고 있다"며 "선제적 투자 없이는 자칫하면 글로벌 HBM 시장에서 배제될 수 있다는 위기감이 팽배하다"고 말했다.

soup@fnnews.com 임수빈 강경래 기자