반도체 산업이 단순 기업 간 경쟁 차원을 넘어 국가 전략산업으로 부상하고 있다. 미국과 중국 등 주요국 정부들이 산업정책과 무역정책까지 동원해 반도체 공급망 확보에 나서면서 반도체는 이제 경제안보와 기술 패권을 좌우하는 핵심 산업으로 자리 잡는 모습이다. 특히 AI 시대 핵심 부품으로 떠오른 고대역폭메모리(HBM) 시장에서는 삼성전자와 SK하이닉스가 글로벌 주도권 경쟁의 중심에 서 있다.

◆HBM 중심으로 재편되는 AI 반도체 시장

삼성전자는 HBM4와 첨단 패키징, 파운드리 역량을 결합한 '턴키 전략'을 앞세워 AI 반도체 시장 공략에 나서고 있다. AI 반도체 패키지에 들어가는 로직 칩과 HBM, 주변 D램 등을 한 회사에서 통합 공급할 수 있다는 점이 핵심 경쟁력이다. 업계에서는 AI 가속기용 로직 칩과 HBM을 동시에 공급할 수 있는 사업자가 사실상 삼성전자가 유일하다는 평가도 나온다.

실제 삼성전자는 지난 2월 업계 최초로 HBM4 양산 출하를 시작하며 차세대 HBM 시장에서 기술 리더십 확보에 속도를 내고 있는 모습이다. 특히 10나노급 6세대(1c) D램을 적용한 데 이어, 베이스 다이 특성을 고려해 성능과 전력 효율 측면에서 강점을 지닌 4나노 공정을 도입하며 경쟁력 강화에 나섰다.

SK하이닉스는 세계 최초로 HBM을 개발한 이후 AI 메모리 시장에서 기술 주도권을 이어가며 글로벌 고객사들의 핵심 파트너로 자리매김하고 있다. 특히 엔비디아 등 주요 AI 기업향 공급망을 선점하며 HBM 시장 주도권을 확보한 상태다.

지난해 9월에는 차세대 제품인 HBM4 개발을 완료하고 양산 체제까지 구축했다. 고객 요구 성능을 충족하는 동시에 11Gbps를 넘는 업계 최고 수준의 데이터 처리 속도를 구현하며 기술 경쟁력을 끌어올렸다는 평가가 나온다.

특히 SK하이닉스는 TSMC와의 전략적 협력을 바탕으로 고객사별 요구에 최적화된 '커스텀 메모리' 솔루션을 강화하며 HBM 시장 경쟁력을 끌어올리고 있다. 또한 샌디스크와 차세대 메모리 기술인 고대역폭 낸드플래시(HBF)의 국제 표준화 작업에도 협력하며 AI 메모리 생태계 확대에 나서는 모습이다.

◆미래 반도체 수요 대응…삼성·SK 대규모 투자 이어간다

삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 메모리 반도체 수급 부족과 AI 시장 확대에 대응하기 위해 생산능력 확대 투자에도 속도를 내고 있다.

삼성전자는 평택캠퍼스에 약 50조원을 투입해 건설 중인 4공장(P4)을 연내 완전 가동할 방침이다. 당초 계획보다 6개월 가량 가동 시점을 앞당겨 AI 메모리 시장 확대와 HBM 수요 증가에 선제 대응하겠다는 전략이다. 삼성전자는 P4 상동(Ph1) 라인을 오는 7월, 하동(Ph2) 라인을 11월 각각 임시 사용 승인받아 순차 가동할 계획인 것으로 알려졌다.

SK하이닉스는 오는 8월 용인 반도체 클러스터 1기 팹 2단 건물 착공에 나서는 등 생산능력 확대 투자에 속도를 내고 있다. 최근에는 2기 팹 구축 계획까지 확정한 것으로 전해지면서 중장기 생산 인프라 확대에도 본격 나서는 모습이다.

SK하이닉스는 경기 용인시 처인구 원삼면 일대 416만㎡ 규모로 조성되는 용인 반도체 클러스터 일반산업단지에 최첨단 반도체 팹 4개를 건설할 예정이다. 이중 첫 번째인 1기 팹은 2개의 골조와 총 6개의 클린룸으로 구성되는데, SK하이닉스는 1기 팹 전체의 절반에 해당하는 골조 1단계에 대해 지난해 2월 기초공사를 시작한 후 현재 공사를 진행 중이다.

이종환 상명대 시스템반도체학과 교수는 "반도체 산업이 이제는 단순 기업 간 경쟁을 넘어 국가 전략산업 차원의 경쟁으로 확대되고 있다"며 "미국 역시 부족한 자국 내 생산 기반을 강화하기 위해 대규모 투자와 지원 정책을 이어가며 글로벌 반도체 주도권 확보에 나서는 상황"이라고 진단했다.

이어 "현재 HBM 시장은 SK하이닉스와 삼성전자가 주도하고 있지만 미국 마이크론과 중국 기업들의 추격도 빨라지고 있다"며 "AI 반도체 시장 선점을 둘러싼 미국·중국·대만·한국 간 패권 경쟁 역시 더욱 격화될 것"이라고 덧붙였다.