삼성, 온양 HBM 거점에 46조 투자…첨단 패키징 5개 라인 구축

삼성전자가 충남 아산 온양캠퍼스에 46조 원을 투입해 고대역폭메모리(HBM) 첨단 패키징 생산거점을 구축한다. 인공지능(AI) 반도체 수요 증가에 대응해 신공장 가동 일정을 1년 앞당기고, 기존 조립·검사 중심의 후공정 사업장을 차세대 HBM 생산기지로 전환한다. 메모리 제조부터 첨단 패키징까지 생산 기반을 확충해 AI 반도체 경쟁력을 강화한다는 구상이다.

삼성전자는 12일 충남 아산시 온양캠퍼스에서 이재명 대통령과 이재용 삼성전자 회장 등이 참석한 가운데 '충청권 메가프로젝트 착공식'을 개최했다. 행사에는 전영현 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문장 부회장을 비롯해 삼성 주요 전자 계열사 경영진이 참석했다.

삼성전자는 온양캠퍼스에 HBM 첨단 패키징 생산라인 5개를 구축할 계획이다. 총투자액은 46조 원으로 공장 건설에 6조 원, 첨단 장비 도입에 40조 원을 순차적으로 투입한다. 천안에 집중됐던 첨단 패키징 생산 기반을 온양까지 확대하는 것이 핵심이다.

이날 착공한 온양 5라인은 신규 HBM 첨단 패키징 시설이다. 첫 공장 건설에는 약 1조3000억 원을 투입하며, 지상 3개 층에 걸쳐 총 3만1000㎡ 규모의 클린룸을 조성한다. 축구장 약 4개에 해당하는 면적이다.
삼성전자는 신공장 가동 시점을 기존 계획보다 1년 앞당긴 2028년 6월로 잡았다. HBM 양산은 2029년 5월을 목표로 한다. 시설 구축과 장비 도입, 생산 안정화 등을 거쳐 본격적인 양산 체제로 전환할 계획이다.

공장 증설이 완료되면 온양캠퍼스 연면적은 기존 27만㎡에서 42만㎡로 약 1.6배 확대된다. 삼성전자는 이곳을 차세대 HBM 패키징 공정의 핵심 생산거점으로 활용할 방침이다.

이번 투자는 AI 반도체 시장에서 중요성이 높아진 후공정 생산능력을 확충하기 위한 조치다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높인 고성능 메모리로, AI 가속기의 핵심 부품으로 사용된다.

HBM은 일반 D램과 달리 칩을 정밀하게 쌓고 연결하는 공정이 필수적이다. 적층 과정에서 발생하는 불량을 줄이고 제품의 발열과 전력 소모를 관리하는 기술이 중요하다. 메모리 자체의 성능뿐 아니라 패키징 공정의 정밀도와 수율이 제품 경쟁력을 좌우하는 구조다.

특히 AI 가속기의 성능이 높아질수록 메모리와 연산 칩 사이에서 대량의 데이터를 빠르게 처리하는 기술이 중요해지고 있다. 이에 따라 글로벌 반도체 업계에서는 첨단 패키징 기술과 생산능력 확보가 주요 경쟁 요소로 부상했다.

삼성전자도 메모리와 파운드리(반도체 위탁생산), 첨단 패키징을 연계하는 기술 개발을 추진하고 있다. 이 회장은 지난 1일 일본 요코하마의 첨단 반도체 패키징 연구거점 '어드밴스드 패키지 랩(APL)'을 방문해 차세대 패키징 기술과 소재·부품·장비 협력 현황을 점검했다.

APL은 반도체 패키징에 필요한 소재와 공정 요소기술을 개발·검증하는 연구거점이다. 삼성전자는 일본의 반도체 소재·장비 기업과 협력해 웨이퍼 본딩, 유리기판 등 차세대 패키징 기술을 확보하고 있다. 일본에서 관련 기술을 개발하고 국내 생산거점을 확충하는 방식으로 연구개발과 제조 역량을 함께 강화하는 셈이다.

온양캠퍼스는 삼성전자가 30년 이상 후공정 기술을 축적해 온 사업장이다. 1991년 말 가동을 시작해 4메가 D램 등 메모리 반도체의 조립과 검사 업무를 담당했다. 이후 반도체 패키징과 테스트 생산 경험을 축적하며 삼성전자 메모리 사업의 주요 후공정 기지로 자리 잡았다.

삼성전자는 기존 사업장의 제조 경험과 신규 설비 투자를 결합해 HBM 생산 기반을 확대할 계획이다. 신규 공장 가동에 따른 직접 고용 규모는 약 700명으로 예상된다. 건설 기간에는 하루 평균 3400명의 인력이 투입되며, 생산 유발 효과는 2조6000억 원에 이를 것으로 전망된다.

이번 착공은 삼성그룹의 충청권 대규모 투자 계획과도 맞물려 있다. 삼성은 충청권에 총 144조 원을 투입해 HBM을 비롯한 디스플레이, 배터리, 반도체 패키지 기판 생산 기반을 확대할 방침이다.

계열사별 투자 규모는 삼성전자 60조 원, 삼성디스플레이 67조 원, 삼성전기 8조 원, 삼성SDI 9조 원이다. 삼성전자는 천안·온양 반도체 생산 기반을 강화하고, 삼성디스플레이는 아산 지역의 차세대 OLED 생산시설을 확충한다. 삼성전기는 세종의 AI 서버용 패키지 기판 설비에, 삼성SDI는 천안의 차세대 배터리 생산 기반에 투자한다.

이 회장은 이날 착공식에서 "오늘 착공식으로 또 한 번의 도약을 약속드린다"며 온양캠퍼스를 AI 반도체의 핵심 생산거점으로 육성하겠다는 뜻을 밝혔다.

삼성전자는 온양캠퍼스의 첨단 패키징 생산능력 확충을 계기로 천안·아산을 연결하는 반도체 후공정 기반을 강화할 계획이다. 향후 신규 공장의 생산 안정화와 첨단 장비 도입 속도가 HBM 생산능력 확대의 주요 변수가 될 전망이다.


이다현 글로벌이코노믹 기자 dh2@g-enews.com