[D램 왕좌의 교체] 초격차의 배신…삼성은 왜 밀려났나

▲삼성전자 서초사옥. 에너지경제DB.

AI 시대를 맞아 메모리 반도체 시장의 판도가 요동치고 있다. 고성능 AI 반도체에 탑재되는 고대역폭메모리(HBM) 경쟁에서 삼성전자가 SK하이닉스에 밀리며, 시장 점유율뿐 아니라 기술 리더십에서도 주도권을 내줬다는 평가가 나온다.

D램 출하량(bit 기준)에서는 삼성이 SK하이닉스를 여전히 앞서지만, 고부가가치 제품인 HBM에서 격차가 벌어지며 매출 역전이 발생한 상황이다.

삼성은 HBM3E 주요 고객사 테스트에서 발열과 전력 효율 문제로 인증이 지연되면서 수주에서 밀렸다.

10일 업계에 따르면 HBM3E는 현재까지 상용화된 HBM 제품군 중 가장 높은 대역폭과 용량을 제공한다. SK하이닉스는 2023년 말 HBM3E 12단 제품 개발을 완료하고, 2024년 상반기부터 본격 공급에 들어갔다.

같은 시기 삼성전자도 HBM3E 양산을 예고했지만, 고객사 인증 단계에서 납기 지연과 발열 문제로 납품 일정이 미뤄졌다.

업계에 따르면 아직 삼성의 HBM3E 제품은 엔비디아 공급 테스트를 통과하지 못했으며, 인증 재도전 중이다.

초기 시장 진입이 매출과 고객 신뢰 모두에 영향을 주는 HBM 시장의 특성상, 인증 지연은 단순한 기술 문제가 아닌 상업적 타격으로 이어지는 중이다.

그동안 삼성전자는 전통적으로 메모리 반도체 시장에서 선제 투자와 미세공정 리더십을 바탕으로 '초격차 전략'을 구사해왔다. 누구보다 먼저 새로운 기술을 만들고 먼저 양산하는 전략으도 30년이 넘게 시장을 지배했다.

하지만 HBM에 대해서는 판단이 달랐다. 수익성이 불확실하고 고객 수요가 제한적이라는 이유로 우선순위에서 밀렸다. HBM 개발 인력이 2019년 이후 축소됐다는 업계의 증언도 있다.

반면 SK하이닉스는 2009년부터 HBM 기반 TSV 기술에 장기적으로 투자했고, 제품 완성도와 적기 대응력 모두를 확보했다.

생성형 AI 붐이 일었던 2022~2023년, 엔비디아는 자사 GPU에 탑재할 고품질 HBM을 확보하기 위해 주요 메모리 업체들과 테스트를 진행했다. 이때 SK하이닉스는 HBM3E 제품을 가장 먼저 인증받고 2024년 상반기부터 공급에 들어갔다.

삼성전자는 같은 제품에서 발열과 전력 문제 등으로 품질 테스트를 통과하지 못한 채 공급이 지연됐으며, 현 시점까지도 엔비디아 공급 승인 여부가 명확하지 않다.

고객사와의 신뢰 확보, 시장 내 평판 형성 측면에서 중요한 시기를 놓친 셈이다. 이는 기술보다는 조직과 전략이 문제라는 지적이다.

삼성전자는 D램에서 쌓아온 기술·공정 역량을 HBM에도 적용할 수 있었지만, 조직 내 의사결정은 기존 범용 D램 중심의 패러다임에 갇혀 있었다는 평가가 나온다. 미세 공정·수율 중심의 성과 평가 체계가 신기술 대응을 더디게 만들었다는 얘기다.

또한 삼성은 메모리, 파운드리, 패키징까지 모두 갖췄지만, 내부 협업 구조는 하이닉스보다 경직되어 있다는 분석도 있다. SK하이닉스가 TSMC와의 외부 협력을 통해 로직 다이, 패키징 등에서 유연하게 대응한 것과는 대조적이다.

HBM은 단순한 D램 기술이 아니라 로직·패키징이 결합된 종합 솔루션이라는 점에서, 협업 속도 자체가 성패를 가르는 변수가 된다.

한 반도체 장비업체 관계자는 “삼성은 내부에서 D램 중심의 사업 판단 구조가 강했고, HBM의 시장성을 충분히 신속히 인식하지 못한 면이 있다"며 “경쟁사는 외부 고객과의 개발 협력을 통해 HBM 기술을 빠르게 고도화한 반면, 삼성은 자체 양산 최적화에 초점을 두며 속도에서 밀린 측면이 있다"고 말했다.

한편 삼성은 현재 HBM3E 12단 제품의 양산을 확대하고 있으며, 2025년 하반기 양산을 목표로 HBM4 개발도 추진 중이다.

특히 세계 최초로 1c 공정 기반 HBM4를 선보이고, 메모리·로직·패키징을 결합한 '턴키(turn-key) 솔루션'을 통해 차별화 전략을 강화하고 있다.

한 반도체 관계자는 “삼성전자는 기술 안정성과 고효율 공정을 바탕으로 고객사와의 파트너십을 확대하려고 노력 중"이라며 “HBM4와 이후 세대까지 선도 기술을 확보하는 것이 회사의 명운을 걸 도전과제라는 점을 분명히하고 전사적 역량을 투입하고 있다"고 전했다.

강현창 기자 khc@ekn.kr