[비즈니스포스트] 취임 100일을 앞둔 전영현 삼성전자 반도체(DS)부문장 부회장이 반도체 경쟁력 회복을 위해 머리띠를 동여매고 있다.

전 부회장은 올해 5월 삼성전자의 ‘반도체 위기’를 극복할 구원투수로 전격 투입됐는데, 올해 안에 고대역폭메모리(HBM)와 파운드리(반도체 위탁생산)에서 가시적 성과를 낼 것이란 기대를 모으고 있다.

26일 반도체업계 취재를 종합하면 전 부회장이 5월21일 DS부문장을 맡은 뒤 약 3개월 정도밖에 지나지 않았음에도 삼성전자 내부 분위기는 완전히 바뀌었다는 평가가 나온다.

전 부회장은 오는 28일 취임 100일을 맞는다.

전 부회장은 5월30일 취임사에서 “무엇보다 우리가 처한 반도체 사업이 과거와 비교해 매우 어려운 상황이라는 것을 절감하고 있다”며 삼성전자 기술 리더십이 위기에 직면했음을 솔직하게 인정했는데, 그 뒤 삼성전자 연구진들은 비상경영 체제로 업무를 진행하고 있는 것으로 알려졌다.

7월4일에는 경쟁사에 뒤처지고 있다는 평가를 받고 있는 인공지능(AI) 반도체용 HBM 개발력 향상을 위해 전 부회장 직속으로 HBM 전담 개발팀을 신설했고, 결국 최근 4세대 HBM인 HBM3를 엔비디아에 납품하는 데 성공했다.

3분기에는 HBM3E(5세대)의 엔비디아 공급도 확정될 것으로 보인다.

경쟁사인 SK하이닉스가 이미 올해 3월 HBM3E를 엔비디아에 공급하기 시작한 것과 달리, 삼성전자는 발열과 소비전력을 잡는 데 애를 먹으면서 인증 통과가 계속해 늦어졌다.

하지만 HBM 전담팀을 중심으로 이와 같은 문제를 어느 정도 해결한 만큼, 조만간 엔비디아와 정식 공급 계약을 맺을 것으로 예상된다.

김재준 삼성전자 메모리사업부 전략마케팅실장(부사장)은 7월31일 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 “HBM3E 8단 제품은 3분기부터 양산 공급을 본격화할 것”이라며 “HBM 내 HBM3E 의 매출 비중은 3분기 10% 중반을 넘어서고, 4분기에는 60% 수준까지 확대될 것”이라고 말했다.

삼성전자의 전체 HBM 매출 규모도 올해는 지난해의 4배, 2025년에는 올해의 2배 수준까지 증가할 것으로 전망된다.

다만 계획대로 생산물량 확대가 진행되려면 수율(완성품 비율)을 잡는 것이 가장 중요한 문제로 떠오르고 있다.

채민숙 한국투자증권 연구원은 “삼성전자는 상반기 대비 2배 가까운 수율 개선이 있어야 계획된 생산량에서 언급한 수준의 HBM 공급량을 얻을 수 있을 것”이라며 “이미 테스트를 통과한 것으로 보이는 HBM3를 기반으로 엔비디아향 제품의 수율을 올리는 것이 하반기 최대 과제일 것”이라고 분석했다.
  전 부회장은 파운드리에서도 올해 하반기 3나노 2세대 공정 양산을 본격화하며 승부수를 띄울 것으로 보인다.

2022년 반도체 업계 최초로 양산을 시작한 3나노 1세대에서는 초반 수율을 확보하는 데 실패, 삼성전자 자체 생산을 제외하면 빅테크 등 대형 고객사를 확보하는 데 어려움을 겪었다.

그 결과, 파운드리에서 삼성전자와 TSMC의 점유율 격차는 최근 들어 배 이상으로 벌어졌다.

2024년 1~2분기 기준 세계 파운드리 시장 점유율을 보면 TSMC가 62%, 삼성전자 13%로 격차가 49%포인트까지 벌어졌는데, 이는 2017년 이후 최대 폭이다.

하지만 올해로 3년 차에 접어든 3나노 1세대의 수율이 파운드리 생산성 기준점인 60% 수준까지 올라왔고, 전 부회장이 그동안 쌓아온 노하우를 바탕으로 3나노 2세대 수율도 빠르게 60%까지 끌어올리는 목표를 제시한 것으로 전해졌다.

단시간에 TSMC의 3나노 수율 추정치인 70%와 비슷한 수준까지 만들겠다는 것이다.

삼성전자가 수율과 성능 측면에서 고객사들이 요구하는 수준을 맞출 수 있다면, TSMC의 대안으로 부상할 가능성은 충분하다는 게 업계의 전반적 평가다. 현재 TSMC는 최신 공정 가동률이 100%에 달하는 데다, 최근에는 8%의 파운드리 가격 인상을 통보하면서 고객사 비용 부담이 커졌다.

실제 리사 수 AMD 최고경영자(CEO) 올해 5월 삼성전자의 3나노 공정을 활용할 가능성을 내비치기도 했다.

박상욱 신영증권 연구원은 “삼성전자가 퀄컴에 이어 AMD에서 3나노 파운드리를 수주할 가능성이 높아지고 있다”며 “TSMC의 가동률이 거의 100%에 도달할 가능성이 있는 만큼, 고객사들의 일부 물량 이원화는 불가피할 것”이라고 분석했다. 나병현 기자