[실리콘 디코드] 삼성, HBM4 초격차로 파운드리 쌍끌이 회복 시동…'IDM 진가' 발휘

삼성전자는 6세대 고대역폭 메모리(HBM4)의 베이스 다이(Base Die)를 삼성 파운드리에서 자체 생산하는 이점을 바탕으로, HBM4 경쟁력 강화와 함께 파운드리 실적 회복이라는 '쌍끌이 효과'를 기대하고 있다. HBM4 판매 증가는 메모리 사업뿐만 아니라 파운드리 매출까지 견인하는 종합반도체기업(IDM)의 강점을 극명하게 보여주고 있다.


9일(현지 시각) 디지타임스와 업계 소식통에 따르면, 삼성전자는 이미 12단 HBM4 제품을 고객사들에 공급하고 성능 테스트를 진행 중이며 긍정적인 피드백을 받고 있다. 내부적으로는 12월 초 생산준비승인(PRA: Production Readiness Approval)을 완료했으며, 엔비디아와 같은 파트너사들이 이르면 2025년 말 전에 품질 테스트 결과를 순차적으로 발표할 것으로 예상된다.

HBM4를 탑재할 엔비디아의 차세대 GPU 루빈(Rubin)은 2026년 하반기에 양산에 돌입할 것으로 예상된다. 통상 GPU 양산 3개월 전부터 HBM 공급이 시작되는 점을 고려할 때, HBM4 출하는 2026년 2분기에 시작될 것으로 관측되며, 관련 제품 테스트 결과가 곧 공개될 예정이다.

HBM3E 단계에서 SK하이닉스에 주도권을 내줬던 삼성전자는 HBM4를 통해 전세를 뒤집으려 총력을 기울이고 있다. 삼성 HBM4는 1c D램 공정을 적용하여 전 세대 대비 약 2.3배 향상된 11Gbps의 데이터 전송 속도와 2.8TB/s의 대역폭을 달성했으며, 에너지 효율도 40% 높였다.

삼성은 개발 초기 단계부터 HBM4에 대한 강한 자신감을 보이며 엔비디아에 속도 표준 상향을 요청하기도 했다. HBM4는 엔비디아 GPU뿐만 아니라 구글의 차세대 TPU에도 사용될 예정이며, TPU 시장은 지속적으로 확장될 것으로 기대된다.


HBM4의 양산 진입은 삼성 파운드리 사업부 실적 개선에도 긍정적인 영향을 미칠 전망이다. HBM4의 핵심 구성 요소인 베이스 다이는 삼성 파운드리의 4나노 공정으로 생산된다. 삼성은 베이스 다이 면적의 약 25%를 고객사 요청에 따라 HBM 컨트롤러, 외부 인터페이스, 소형 AI 엔진 등을 통합하는 맞춤형 설계(Customized design) 영역으로 활용한다.

이러한 맞춤형 설계는 전력 효율성과 시스템 성능을 개선하는 핵심 요소가 되며, 파운드리 매출을 끌어올리는 주요 동력이 될 것으로 보인다. 이는 설계(Design), D램, 파운드리, 패키징까지 아우르는 삼성의 IDM 강점을 부각시킨다.
한편, 경쟁사인 SK하이닉스의 HBM4 베이스 다이는 TSMC에 외주를 주는 반면, 마이크론은 기존 D램 베이스 다이를 계속 사용할 계획이다. 이는 베이스 다이 생산 및 공급 측면에서 삼성이 상대적인 우위를 점하게 해준다.


HBM 외에도 삼성 파운드리는 2~5나노 공정 수주가 꾸준히 증가하며 실적이 점진적으로 개선되고 있다. 특히 2나노 공정의 스마트폰 애플리케이션 프로세서(엑시노스 2600)는 곧 양산에 들어가 2026년 삼성의 갤럭시 S26 시리즈에 탑재될 예정이다. 삼성은 2025년 3분기 파운드리 적자 규모를 1조 원 미만(약 6억 8000만 달러)으로 줄였으며, 2027년경에는 파운드리 사업의 흑자 전환을 목표로 하고 있다.


삼성전자가 HBM4를 기점으로 SK하이닉스의 HBM 시장 우위를 뒤집고 파운드리 사업의 턴어라운드를 동시에 달성하려는 '일석이조' 전략은 매우 주목할 만합니다. HBM4의 베이스 다이를 자체 4나노 파운드리에서 생산하고 맞춤형 설계 공간을 제공하는 것은, AI 반도체 생태계에서 '수직 계열화(IDM)'가 단순한 제조 능력을 넘어 고객사 맞춤형 솔루션 제공이라는 결정적인 경쟁력임을 입증합니다. 경쟁사가 TSMC에 의존해야 하는 상황에서 삼성의 '자체 조달 및 커스터마이징' 능력은 엔비디아, 구글 등 빅테크 기업을 공략하는 데 강력한 무기가 될 것입니다. HBM4의 품질 승인 소식이 전해지는 2025년 말부터 삼성전자의 실적 모멘텀은 더욱 가속화될 전망입니다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com