삼성전자, AI 반도체 시장 주도 기대

현재 삼성 파운드리의 시장 점유율은 6.9% 수준이며, 적자 상황이 지속되고 있다. 권영화 교수는 현재 점유율이 낮게 보이는 이유에 대해 삼성이 최근 수주를 많이 했지만, 그 물량이 아직 본격적인 양산 단계에 이르지 못했기 때문으로 설명했다. 내년부터 이 물량들이 본격적으로 양산되면 파운드리 실적이 크게 개선될 것으로 예상했다.

범용 인공지능(AGI) 시대가 도래하며 인공지능의 성능이 인간 수준을 넘어설 것으로 전망된다. 특히 AI 에이전트가 복잡한 추론 작업을 수행하기 위해서는 방대한 양의 메모리가 필수적이다. AI 에이전트의 활용이 보편화될수록 메모리 저장 용량이 기하급수적으로 증가할 수밖에 없다는 분석이다.

삼성전자는 HBM4 기술에서 뛰어난 성능을 보이며 로직 공정까지 활용해 경쟁 우위를 확보했다. 이러한 기술력을 바탕으로 3분기 HBM 시장 점유율 격차를 크게 줄였고, 권영화 교수는 내년 초에는 SK하이닉스를 제치고 시장 점유율을 역전할 가능성이 크다고 전망했다. 삼성전자가 HBM4에서 이미 선정되었기 때문에 더 많은 수혜를 볼 것이라는 분석이다.

삼성전자는 3D 패키징 및 HBM 자체 공급 능력을 바탕으로 모든 공정을 일괄 처리하는 '원스톱 솔루션'을 제공한다. 이는 고객사 입장에서 AI 칩 생산을 위한 모든 과정을 삼성 내에서 해결할 수 있다는 장점이 있다. 물류 시간 약 20% 절감은 물론, 가격 경쟁력까지 확보하여 고객 편의성을 극대화한다. 특히 설계부터 생산까지 전 과정을 지원함으로써 AI 스타트업들에게 매우 유리한 조건을 제공한다.

제조업 이익률이 70%를 돌파하면서 기업들의 주주 환원 필요성이 대두되고 있다. SK는 조만간 40조 원 규모의 자사주 매입 후 소각을, 삼성은 30조 원 규모의 배당을 실시할 것으로 전망된다. 이러한 대규모 주주 환원 정책은 내년 초 이사회 결정을 통해 구체화될 예정이다.

메모리 수요는 여전히 견조하며 멀티모달 AI로 확대되는 추세다. 반면 파운드리 사업은 아직 주가에 충분히 반영되지 않았다는 평가다. 내년 파운드리 사업이 흑자로 전환되면 주가에 긍정적으로 작용할 것으로 예상된다. 현재 파운드리 점유율 6.9%에서 향후 10년 내 30%대 성장 가능성이 점쳐지며, 최소 3년 이상의 장기 투자를 권장한다.

단일 AI 에이전트가 모든 복잡한 업무를 처리하기 어렵기 때문에 멀티 에이전트 구조가 필수적이다. 각 업무 영역마다 특화된 에이전트가 활용되면서 데이터 저장 및 호출 빈도가 급증한다. 이로 인해 메모리 용량과 대역폭에 대한 수요가 기하급수적으로 확대될 것으로 전망된다.

제본스의 역설에 따르면, 자원의 효율이 좋아지면 그 자원의 사용량은 오히려 늘어난다. AI 기술 발전으로 효율성이 개선될수록 단순 업무를 넘어 복잡한 업무로 활용 영역이 확장된다. 이는 데이터센터뿐만 아니라 온디바이스 AI 수요를 동반 상승시켜 전반적인 메모리 사용량 증가를 이끌 것으로 예상된다.

HBM3까지는 SK하이닉스가 시장 우위를 점유했으나, HBM4부터는 삼성전자가 로직 다이 기술을 활용하여 역전에 성공했다는 평가다. 삼성전자의 HBM4 기술력이 SK하이닉스보다 상당히 앞서 있으며, 기본적으로 생산 캐파(Capa) 또한 경쟁사 대비 압도적으로 많다. 고객사들이 더 많은 수량을 원하기 때문에 이러한 삼성전자의 생산 능력이 시장 경쟁에서 큰 강점으로 작용할 것으로 보인다.

삼성 파운드리의 양산이 본격화되면 납품 물량이 증대될 것으로 예상된다. 권영화 교수는 이에 따라 내년부터 파운드리 매출이 본격적으로 우상향할 것이라고 전망했다.

삼성 파운드리의 2나노 공정 수율이 초기 20%대에서 최근 70% 수준까지 상승했다. 다수의 언론사에서 이러한 수율 상승 소식을 보도하고 있다. 이 70% 수율은 고객사 주문 조건 충족 가능성을 시사하는 중요한 지표로, 향후 파운드리 수주 확대에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다.

권영화 교수는 퍼스트 밴더로는 TSMC, 세컨드 밴더로는 삼성 파운드리, 그리고 써드 밴더로는 인텔이 자리 잡는 구조를 예상했다. 이러한 경쟁 구도는 삼성 파운드리에 안정적인 수요를 제공할 것으로 보인다.

과거 삼성 파운드리는 내부 매출을 활용해 19%의 점유율을 기록한 바 있다. 이는 내부 메모리 사업의 자금 지원 역할이 중요함을 시사한다. 현재 퀄컴, AMD, 미디어텍 등 주요 고객사들이 삼성 파운드리에 주목하고 있으며, 테일러 공장이 정상화되면 외부 주문이 이어질 것으로 예상된다. 권영화 교수는 내부 매출 확대와 외부 주문 유입을 통해 삼성 파운드리가 조만간 적자를 면하고 흑자 전환을 이룰 것이라고 전망했다.

중국 창신메모리(CXMT)는 정부 지원과 상장을 통한 자금력 확보로 마켓셰어를 지속적으로 늘리며 D램 시장에서 위협적인 존재로 부상하고 있다. 해외 납품까지 확대될 경우 시장 점유율이 더욱 상승할 가능성이 있다. 그러나 CXMT는 미국 제재로 인해 극자외선(EUV) 공정 도입이 불가하다는 한계를 안고 있다. 이는 선단 공정 경쟁에서 불리하게 작용하며, 범용 D램 시장 잠식 가속화에 제동이 걸릴 수 있다.

한국과 중국의 반도체 기술 격차는 여전히 크다. DDR5 양산 기준으로는 약 2년, HBM 분야에서는 한국이 HBM4를 양산하는 반면 중국은 HBM3조차 샘플 단계에 머물러 3년 이상의 격차가 난다. 중국이 독자적으로 EUV 장비를 개발하는 것은 현실적으로 10년 이상 소요될 것으로 전망되어, 선단 기술에서의 격차는 당분간 유지될 것으로 보인다.

과거 시스템LSI에서 파운드리가 분리된 사례가 있으나, 현재 삼성 파운드리는 메모리 사업 수익에 의존하는 구조이므로 당장은 분사가 어렵다. 그러나 파운드리 사업부가 자체적으로 막대한 수익을 창출하게 되면 분사 논란이 재점화될 가능성이 있다. 권영화 교수는 5년에서 10년 뒤 파운드리 사업부가 충분한 수익을 낼 경우 분사가 논의될 수 있는 장기적인 과제로 보고 있다.