'삼성 맏형' 메모리의 귀환…AI 붐 타고 '첨단 D램 수요' 폭발

“길을 잃은 삼성 반도체가 정상 궤도에 오르려면 적어도 3년은 걸릴 것이다.”

지난해 5월 전영현 삼성전자 부회장이 삼성 반도체를 살릴 ‘구원투수’로 등판했을 때 업계 반응은 이랬다. 덩치만 커진 ‘초식 공룡’에 삼성 특유의 근성을 다시 불어넣으려면 상당한 시간이 필요하다는 이유에서였다. 전 부회장의 해법은 단번에 판세를 뒤엎는 ‘묘수’를 찾는 게 아니었다. ‘근원 기술력 회복’이란 기본기를 되찾는 것에 집중했다. 그렇게 고대역폭메모리(HBM)에 들어가는 D램을 다시 설계했고, 지난 9월 최신 5세대 HBM(HBM3E) 제품을 엔비디아에 납품하는 데 성공했다.

HBM은 삼성에 또 다른 기회를 안겨줬다. HBM에서 앞서간 SK하이닉스가 HBM 생산에 올인하느라 범용 D램 공급이 줄어 가격이 올 4분기에 50%나 폭등했기 때문이다. 삼성전자의 4분기 ‘역대급’ 영업이익에 대해 “메모리사업부가 1등 공신”이란 얘기가 나오는 배경이다.

◇최신 범용 D램 1등은 삼성전자

29일 산업계에 따르면 삼성전자는 올 4분기 영업이익을 ‘20조원 이상’으로 잠정 집계한 것으로 알려졌다. 증권사 전망치 평균(15조6900억원)을 30% 웃도는 분기 기준 역대 최대치인 것으로 전해졌다.

일등공신은 메모리 반도체다. 업계에선 메모리사업부가 4분기에 18조~19조원 넘는 영업이익을 낸 것으로 보고 있다. 삼성전자는 4분기에만 50% 넘게 뛴 ‘범용 D램 슈퍼호황’의 직접적인 수혜를 봤다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자의 전체 D램 생산량에서 범용 D램이 차지하는 비중은 77％에 이른다. 인공지능(AI) 추론 시대를 맞아 HBM보다 가성비가 좋은 GDDR7, LPDDR5X 등이 AI 서버에 채택되면서 주문이 쏟아지고 있다. 범용 D램의 기본 재료 역할을 하는 10나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 5세대(1b D램) 제품 성능을 끌어올린 삼성전자는 최근 엔비디아 납품 물량을 연이어 따냈다.

골칫덩이였던 HBM도 효자로 바뀌고 있다. 삼성전자는 지난 9월 엔비디아의 HBM3E 품질 테스트를 통과했다. 기술력 회복을 검증받은 것이다. 올 하반기 브로드컴용 HBM3E와 관련해선 전체 물량의 60%를 가져가는 성과를 냈다.

SK하이닉스 역시 올 4분기 18조원 안팎의 영업이익을 기록해 지난 3분기 세운 역대 최대치(11조3834억원)를 60% 가까이 웃돈 것으로 추정됐다. 엔비디아의 최대 HBM 공급사로서 공급 물량이 늘어난 영향으로 분석된다.

◇내년 영업이익 135조원 전망

삼성전자와 SK하이닉스의 실적 호조는 내년에도 이어질 전망이다. 글로벌 투자은행(IB) UBS는 삼성전자가 내년에 매출 446조2000억원, 영업이익 135조3000억원을 올릴 것으로 내다봤다. 올해 추정치(매출 331조1000억원, 영업이익 41조6000억원) 대비 각각 34.7%, 225.2% 늘어난 수치다. SK하이닉스도 내년 매출(189조6260억원)과 영업이익(124조5340억원)이 올해 대비 97.4%, 177.7% 급증할 것으로 전망됐다. 삼성전자의 영업이익 증가율 전망치가 높은 건 범용 D램 생산 능력이 SK하이닉스보다 크기 때문이다.

변수는 HBM이다. 내년 상반기까진 HBM3E가 시장의 간판 제품 역할을 할 전망이다. 올해 엔비디아용 HBM3E 시장에서 80% 이상 점유율을 가져간 SK하이닉스에 유리한 측면이 있는 것으로 분석된다. 삼성전자는 브로드컴과 AMD 중심으로 대응할 것으로 알려졌다.

내년 하반기부턴 HBM4(6세대 HBM) 납품 경쟁의 성과가 가시화한다. 기술력에선 삼성전자가 높은 평가를 받지만 엔비디아 납품 물량만 놓고 보면 SK하이닉스의 우위를 점치는 전문가가 많다. 삼성전자는 엔비디아 HBM4 물량의 30％ 이상을 납품하는 동시에 브로드컴과 AMD, 아마존 등 다른 빅테크 공략에 속도를 낼 계획이다.

황정수 기자 hjs@hankyung.com