엔비디아, 그록3 삼성에 맡긴 까닭은?

반도체 업황은 올해 3분기 전후로 반등할 가능성이 높다고 예상된다. 이러한 업황 반등이 실제로 주가 상승으로 이어지기 위해서는 수급 개선이 반드시 선행되어야 한다. 특히 삼성전자의 영업이익이 세 자릿수를 달성할 수 있을지가 투자 심리에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다.

현재 반도체 시장의 본질적인 문제는 업황 자체의 침체보다는 실적 기대감과 외국인 수급의 불일치에 있다. 기업들의 주주환원 정책, 예를 들어 배당과 같은 것들도 이제는 그 약발이 다소 떨어진 상태여서 시장에 큰 영향을 미치지 못하고 있다.

새로운 추론 프로세서인 LPU(Language Processing Unit)가 등장했다. 이는 추론 속도를 극대화하는 데 특화된 기술로, 기존 GPU 내 HBM(고대역폭 메모리)과는 다른 접근 방식을 취하고 있다. LPU는 특히 언어 처리 속도를 빠르게 만드는 데 중점을 둔다.

LPU 기술의 핵심은 SRAM(Static Random-Access Memory)이다. SRAM은 메모리이긴 하지만 밀도가 좋지 않아 면적을 많이 차지하는 단점이 있었다. 하지만 속도가 매우 빠르다는 장점 때문에 LPU에서는 이 SRAM을 넓게 사용하여 속도를 확보하는 방식을 채택했다. 삼성전자가 파운드리 공정을 통해 이 SRAM 제조를 담당하게 된다.

엔비디아가 그록3 생산을 삼성전자에 맡긴 배경에는 삼성전자의 메모리 특화 역량이 주효하게 작용했다. 그록3의 LPU 구조상 메모리의 역할이 매우 중요하기 때문이다. 또한, 그록3의 전체 생산 수량이 아주 많지는 않다는 점도 삼성전자가 수주할 수 있었던 이유 중 하나다. 만약 물량이 엄청나게 컸다면 TSMC에 맡겼을 것이라는 분석이다.

삼성전자 파운드리는 TSMC 대비 가격과 효율성에서 경쟁력을 갖는다. 삼성전자는 2, 3나노와 같은 최선단 공정의 수요를 충분히 확보하지는 못했으나, 4나노 공정의 수율은 현재 업계에서 평균적으로 꽤 안정적이라고 평가받는다. 또한, 삼성전자의 파운드리 가격은 TSMC보다 약 30% 저렴하다는 것이 업계의 일반적인 견해다. TSMC가 풀 가동 중인 상황에서 대체 공급처가 필요한 엔비디아에게 삼성전자가 매력적인 선택지가 될 수 있었다.

엔비디아는 파운드리 공급처를 다변화하려는 전략적 의지를 가지고 있다. 이는 GPU 생산 외에도 다양한 물밑 협상을 지속하고 있는 모습에서 엿볼 수 있다. 삼성전자는 이러한 엔비디아의 다변화 전략에 맞춰 최선단 공정 생산 능력을 확보하며 중요한 공급 파트너로 자리매김하고 있다. 이는 HBM(고대역폭 메모리) 공급망 다변화와도 맥락을 같이한다.

삼성전자 파운드리의 4나노 공정은 실적 턴어라운드의 긍정적인 신호를 보이고 있다. 지난 6월, HBM4용 로직칩 생산을 통해 월간 기준으로 처음으로 흑자를 기록한 것으로 알려졌다. 비록 TSMC와의 기술 격차가 약 2년 정도 존재하지만, 삼성전자는 현재 4나노 공정에서 안정적인 수율을 확보하며 경쟁력을 강화하고 있다.

삼성전자 파운드리의 4나노 라인 가동률은 현재 거의 풀 캐파(Full Capacity) 수준을 유지하고 있다. 내년에도 생산 능력을 약 50% 추가 확대할 것이라는 전망이 나오고 있어, 4나노 공정에 대한 수요가 지속적으로 높을 것으로 예상된다.

삼성전자의 3나노 이하 선단 공정의 메인 생산 기지는 현재 미국 테일러 공장에 위치해 있다. 이 공장은 현재 장비 반입이 완료되고 웨이퍼가 생산되고 있는 단계다. 그러나 아직까지 3나노 공정의 수율이 대규모 이익을 창출할 정도로 안정적이지는 않은 것으로 파악된다. 해외 생산 거점들이 본격적으로 실적에 기여하기까지는 시간이 더 필요할 것으로 보인다.

그록 3 수주는 삼성전자에 있어 중요한 레퍼런스가 된다. 이 수주를 기반으로 다른 빅테크 기업들로부터 추가 수주를 받을 가능성이 높다는 기대감이 크다. 특히 AMD와의 연결 고리를 강화하고, 구글 TPU(텐서 처리 장치) 패키징 협력 기회로 이어질 수도 있다는 전망이 나온다.

삼성전자는 메모리 수급을 지렛대 삼아 파운드리 고객사를 확보하는 전략을 추진하고 있다. 이는 삼성전자가 보유한 강력한 메모리 경쟁력을 활용하여, 메모리 공급을 조건으로 파운드리 계약을 유도하는 방식이다. AMD와 같은 고객사를 확보함으로써 다양한 노하우를 축적하고 기술력을 고도화하는 데 기여할 것으로 보인다.

삼성전자 파운드리 사업의 핵심 성공 요인은 3나노, 2나노와 같은 선단 공정의 수율 확보다. 이러한 최첨단 로드 공정에서의 안정적인 수율 달성이 사업 성패를 가를 것이다. 이와 관련하여, 2027년경에는 파운드리 사업이 흑자로 전환될 수 있을 것이라는 예상이 나오고 있다. 이는 선단 공정의 기술적 난이도를 감안할 때 현실적인 목표로 평가된다. 현재 진행 중인 기술 개발과 양산 체제 구축 노력이 2027년 흑자 전환의 기반이 될 것으로 보인다.

AI 산업에서 실질적인 수익이 창출되는 시점이 내년도 전망치에 반영될 것으로 보인다. AI 기술이 단순히 연구 단계를 넘어 실제 돈을 벌기 시작하면 시장에 큰 활력을 불어넣을 것이다. 빅테크 기업들은 반도체 업계의 핵심 '물주' 역할을 하고 있으며, 이들의 지속적인 투자가 메모리 반도체 판매의 중요한 동력이 된다. 따라서 빅테크의 AI 관련 투자가 활발하게 이루어져야 반도체 시장의 성장이 유지될 수 있다.

현재 투자 환경에서는 기업들이 자체적으로 자본을 조절하고 있으며, 기관 투자자들은 관망세를 유지할 수밖에 없는 상황이다. 따라서 시장 참여자들은 외국인 수급 동향을 필수적으로 모니터링하고 보수적인 접근을 유지할 필요가 있다. 기업의 자본 조절과 기관의 신중한 태도는 시장의 불확실성을 반영하며, 투자 결정에 앞서 신중한 분석이 요구된다.

시장의 주가 하락 우려에도 불구하고, 반도체 업황은 현장에서 전혀 타격 없이 호조세를 유지하고 있다. 메모리 사이클 둔화설이 제기되기도 하지만, 이는 근거가 부족한 주장으로 판단된다. 현재 상황은 과거의 메모리 사이클과는 다른 양상을 보이며 견고한 흐름을 이어가고 있다.

2027년 말까지 웨이퍼 생산량은 사실상 거의 늘어나지 않을 것으로 전망된다. 내년 12월이 되어서야 전체 웨이퍼 생산량이 약 10% 증가할 것으로 예상된다. 이처럼 생산량 증대가 제한적이어서, 웨이퍼 공급 부족 현상은 당분간 지속될 것으로 보인다. 이는 반도체 가격 안정화에도 영향을 미칠 수 있는 중요한 요인이다.

메모리 반도체는 과거의 단품 소비재 중심에서 벗어나 엔비디아 GPU의 핵심 내장재로 그 구조가 변화했다. 엔비디아 GPU에 탑재되는 메모리는 엔비디아의 강력한 시장 지위 덕분에 가격이 크게 깎일 일이 거의 없다. 따라서 엔비디아 GPU의 우상향 성장과 함께 내장재인 메모리 또한 동반 성장하는 구조를 형성하고 있다. 이는 메모리 반도체의 안정적인 수요와 높은 가치를 보장하는 요인이 된다.