[분석] SK도 대만 공장 돌리는 날 오나···美 상장이 보여준 AI칩 권력 지형

마이크론 공장 샀고, SK는 상장 추진
누가 더 싸게 → 누가 먼저 연결되냐
TSMC 옆자리 차지 위한 현금 100조

최태원 SK그룹 회장(왼쪽)이 2024년 6월 6일 대만 타이베이에 위치한 TSMC 본사에서 TSMC 회장 겸 CEO인 체자웨이와 악수하고 있다. /SK그룹

고대역폭 메모리(HBM)의 역할이 바뀌고 있다. 범용 메모리에서 인공지능 연산 구조에 선배치되는 자원으로 전환되는 흐름이다. 이에 반도체 경쟁의 기준도 달라지고 있다. 가격과 생산량으로 대표되던 메모리 산업의 경쟁 축이 이제 파운드리 생태계 안에 편입되는 구조로 이동하는 중이다.

26일 빅테크업계 등에 따르면 마이크론의 대만 PSMC 공장 인수와 SK하이닉스의 미국 상장 추진은 이러한 변화를 상징적으로 보여주는 두 사건이다. 겉으로는 생산 확대와 투자 유치처럼 보이지만 실제로는 특정 패키징·파운드리 생태계 내부에서의 위치를 확보하기 위한 전략이다.

인공지능 반도체 업계에서 HBM이 범용 메모리 제품에서 특정 연산 구조에 사전 배치되는 자원으로 성격이 바뀌면서 공급 시점 자체가 경쟁력이 되는 구조가 형성되고 있다. AI 반도체는 연산 장치, 메모리, 패키징, 설계 구조가 결합된 하나의 산업 생태계 위에서 작동한다. 이 생태계 안에 먼저 연결되는 기업이 유리한 위치를 차지하게 된다.

테크 전문가들 사이에서 HBM을 두고 "제품이 아니라 파운드리 안착 좌석 티켓(ticket)"이라는 표현이 등장하는 배경도 여기에 있다. 얼마나 많이 생산하느냐보다 생태계 안에 어떻게 편입되느냐가 더 중요한 변수가 됐다.

마이크론 테크놀로지(Micron Technology Inc.) 대만 타이중 사옥 전경. / 마이크론

가격에서 구조로···메모리 역할 바뀌어
SK 풀스택의 의미, 납품 → 설계 참여

곽노정 SK하이닉스 대표가 전일 주주총회에서 강조한 '풀스택 AI 메모리 크리에이터' 메시지도 이와 맞닿아 있다. 여기서 풀스택은 단순히 메모리 제품군을 늘린다는 의미가 아니다. HBM을 중심으로 연산 구조 설계 단계부터 패키징, 인터페이스, 시스템 최적화까지 전 과정을 포괄하는 전략을 뜻한다.

메모리를 '납품'하는 것이 아니라 GPU·패키징 구조와 결합된 상태로 설계에 참여하는 역할로 올라가겠다는 선언이다. 이를 위해 SK하이닉스는 "향후 HBM4E와 맞춤형 cHBM 등 차세대 라인업을 차질 없이 준비하고, SOCAMM2, GDDR7 등 차세대 규격에서도 선제적 포트폴리오를 확보해 고객의 기대를 뛰어넘을 수 있도록 하겠다"고 강조했다.

이런 구조 속에서도 SK하이닉스는 HBM 시장 점유율 1위를 확보하며 삼성전자, 마이크론을 앞서고 있다. 그럼에도 불구하고 미국 증시에서는 마이크론 대비 주가순자산비율(PBR) 등 주요 밸류에이션 지표에서 낮은 평가를 받고 있다. 생산 능력과 기술 경쟁력만으로는 설명되지 않는 '시장 접근성'의 차이가 반영된 결과라는 해석이 나온다.

결국 이번 미국 상장 추진은 단순한 자금 조달이 아니라 이 구조를 뒤집기 위한 시도에 가깝다. 글로벌 자본시장에 직접 편입돼 투자자 기반을 확장하고, 이를 통해 대규모 선투자와 고객 선점 구조를 동시에 확보하려는 전략이다. HBM 경쟁이 가격이나 수율이 아니라 '연결 순서'로 이동한 상황에서, 상장은 생태계에 편입되는 과정이라는 분석이 힘을 얻고 있다.

기업별 전략 역시 생태계 진입을 중심으로 재편되고 있다. 마이크론은 생산 거점을 이동시키며 특정 생태계와의 연결성을 강화하는 방향을 선택했다. SK하이닉스는 자본 조달 역량을 확대해 장기 공급 구조에서의 위치를 유지하려는 움직임을 보이고 있다. 삼성전자 역시 HBM4E와 커스텀 HBM, 파운드리 연계 전략을 통해 생태계 내부 진입을 시도하고 있지만, 기존 공급 구조와의 간극을 좁히는 과정이 진행 중이라는 평가가 나온다.

전영현 삼성전자 DS부문장(왼쪽)과 리사 수 AMD 최고경영자(CEO)가 18일 삼성전자의 최첨단 반도체 생산지인 경기 평택 팹에서 업무협약(MOU)을 체결한 뒤 기념촬영을 하고 있다. /성전자

삼성의 서사 전환···근거 부족한 개념 도발

분업 생태계와의 연결이 중요해지면서 반도체 산업의 경쟁 방식 역시 달라지고 있다. 이재용 삼성전자  회장이 과거에는 비중 있게 다루지 않던 적층 메모리를 이에 와서 메모리 수직 계열화 성공 서사로 호출하는 모습도 이런 변화와 무관하지 않다.

삼성전자는 최근 HBM4 경쟁력의 핵심으로 베이스다이를 내세우고 있다. 전력 공급 안정성과 제어 기능을 강조하는 설명이 뒤따르지만 이는 현재의 공급 질서에서 주도권을 확보한 뒤 나온 서술이라기보다 후발 진입 국면에서 의미 부여하는 성격이 더 짙다.

HBM의 산업적 의미는 메모리 적층 자체보다 GPU 옆에 고대역폭 메모리를 밀착 배치해 연산 병목을 줄이는 데서 형성됐고, 이 구조는 엔비디아가 P100 이후 밀어붙인 뒤 SK하이닉스와 TSMC 중심 공급망 안에서 굳어졌다.

이 점에서 밑판 격인 베이스다이를 HBM 경쟁의 중심축으로 끌어올리는 설명은 실제 연산 구조와는 다소 거리가 있다. 이 기술은 제어와 전력 관리 측면에서 중요하지만, 어디까지나 보조 계층이다. 연산의 중심은 GPU에 있고, HBM은 연산을 지연 없이 뒷받침하는 결합 자원이기 때문이다.

결국 지금의 HBM 경쟁은 삼성전자가 기술 요소 하나를 부각한다고 뒤집히는 국면이 아니다. 이미 SK하이닉스는 엔비디아 공급망 안쪽에서 물량과 신뢰를 확보했고, 첨단 패키징은 TSMC CoWoS를 중심으로 돌아간다. 이 구도에서 후발 주자가 택할 수 있는 선택지는 많지 않다. 생산 능력 확대와 고객 확보를 동시에 밀어붙이거나, 기존 질서 안에서 자사 역할의 의미를 재정의하는 방식이다. 최근 삼성전자의 행보는 후자에 가까운 움직임으로 읽힌다.

☞ HBM(High Bandwidth Memory) = 데이터를 저장하는 기존 메모리(DRAM)와 달리, GPU 바로 옆에 배치돼 연산에 필요한 데이터를 끊기지 않게 공급하는 구조다. 여러 개의 메모리 칩을 수직으로 적층하고 이를 인터포저 위에서 GPU와 직접 연결함으로써 데이터 이동 거리를 극단적으로 줄인다. 핵심은 속도가 아니라 '거리의 제거'다. 데이터가 멀리 이동하지 않으면서 지연(latency)이 감소하고, 대역폭이 폭증한다. 이 때문에 HBM은 저장 장치가 아니라, 연산을 지속시키는 '보급망'이자 특정 시스템에 사전 배치되는 '연산 슬롯'으로 작동한다.

☞ CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate) = 반도체 생산량을 결정하는 '마지막 관문'. TSMC의 첨단 패키징 기술로, GPU와 HBM을 하나의 시스템으로 결합하는 공정이다. 반도체는 설계→제조로 끝나지 않고, 패키징 단계에서 최종 완성되는데, AI 시대에는 이 패키징이 전체 공급량을 결정하는 병목으로 작동한다.실리콘 인터포저 위에 GPU와 HBM을 동시에 올려 고속으로 연결하는 방식으로, 데이터 이동을 최소화하고 발열과 신호 손실을 줄인다. 문제는 이 공정의 생산 능력이 제한돼 있다는 점이다. GPU를 만들고 HBM을 확보해도 CoWoS 슬롯을 확보하지 못하면 제품은 완성되지 않는다.

여성경제신문 이상헌 기자
liberty@seoulmedia.co.kr

*여성경제신문 기사는 기자 혹은 외부 필자가 작성 후 AI를 이용해 교정교열하고 문장을 다듬었음을 밝힙니다. 기사에 포함된 이미지 중 AI로 생성한 이미지는 사진 캡션에 밝혀두었습니다.