삼성전자 반도체 흑자전환, 해결 해야하는 과제는?

 

👏 3줄 요약

 

지난 1분기, 삼성전자가 메모리 반도체 수요 회복에 힘입어 호실적을 기록했습니다.

 

삼성전자는 2분기 이내에 HBM3E 12단 제품 양산으로 SK하이닉스를 따라잡겠다는 포부를 밝혔는데요.

 

비메모리 수요의 더딘 회복, 파운드리 경쟁 등 해결해야 할 과제가 많은 상황에서 다양한 AI 전략으로 경쟁력을 확보하려는 모습입니다.

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삼성전자가 1년 만에 반도체 적자의 늪에서 탈출했습니다. AI 시장 성장에 따라 메모리 반도체 수요가 회복된 덕분인데요. AI를 향하는 관심이 계속해서 증가하는 상황에서 삼성전자의 향후 실적에 대한 기대도 높아집니다. 오늘은는 삼성전자의 1분기 호실적 배경과 HBM 시장 내 방향성, 삼성전자가 해결해야 할 과제와 AI 관련 전략에 대해 담아봤습니다.

 

삼성전자의 1분기 깜짝 실적 공개

📈 삼성전자의 1분기 호실적

지난 4월 30일, 삼성전자가 1분기 호실적을 공개했습니다. 삼성전자의 2024년 1분기 매출은 71조 9,200억 원으로 전 분기 대비 6%, 전년 동기 대비 12.8% 증가했는데요. 영업이익도 6조 6,100억 원으로, 전년 동기 대비 무려 933%나 늘었습니다.

⚖️ 사업 부문별 실적 비교

특히, DS(Device Solutions) 부문의 실적 증가가 두드러집니다. 지난 1분기 DS 부문의 매출은 23조 1,400억 원을 기록하며 전년 동기 대비 70% 가까이 늘었는데요. 영업이익도 1조 9,100억 원을 기록하며 흑자 전환했습니다.

 

💡 삼성전자의 사업 부문

DS(Device Solutions): 반도체의 설계, 생산 및 판매를 담당하는 사업부

 

DX(Device eXperience): 영상디스플레이(VD), 생활가전, 스마트폰, 컴퓨터, 네트워크시스템 등의 생산 및 판매를 포괄하는 사업부

 

SDC: 스마트폰용 OLED 패널의 생산 및 판매를 담당하는 사업부

 

Harman: 전장 제품과 소비자 오디오 제품 등의 생산 및 판매를 담당하는 사업부

 

🙌🏻 메모리 실적 반등 덕분

DS 부문 실적 개선은 메모리 반도체 업황이 회복세에 접어든 덕분입니다. 최근 생성형 AI가 빠르게 확산하면서 메모리 반도체 수요도 함께 증가하는 추세인데요.

 

반도체 공급 업체가 감산 기조를 유지하는 상황에서 수요가 늘자, 그동안 쌓여 있던 반도체 재고가 감소하기 시작했죠. 이에 작년 말부터 주요 반도체 업체는 DRAM(D램), 낸드플래시 등 주력 메모리 제품의 가격 인상에 나섰습니다. 그렇게 D램과 낸드 평균 판매단가가 각각 18%, 30%가량 오르면서 자연스레 반도체 부문 매출 상승으로 이어졌죠.

 

특히 AI 경쟁에 필수적인 고대역폭 메모리(HBM, High Bandwidth Memory), DDR5, 서버 SSD 등 고부가가치 제품 수요가 크게 늘었는데요. 덕분에 매출 증가와 더불어 질적 성장까지 달성할 수 있었습니다.

👍🏻 갤럭시 S24 출시도 한몫해

삼성전자의 갤럭시 S24 시리즈 출시도 매출 증가에 기여했습니다. 스마트폰 사업이 속한 DX 부문의 매출도 전년 동기 대비 2.3%가량 증가했죠. AI 열풍 속 세계 최초 AI 스마트폰인 갤럭시 S24가 전 세계에서 인기를 얻은 덕분입니다.

 

갤럭시 S24의 흥행으로 삼성전자는 애플을 제치고 글로벌 스마트폰 시장 점유율 1위를 되찾았는데요. 덕분에 전 세계 스마트폰 시장이 역성장에 접어든 상황에서도 실적 하락을 방어할 수 있었습니다.

 

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HBM 시장에서 SK하이닉스 따라잡을 수 있을까?

삼성전자는 현재 HBM 시장에서 SK하이닉스에 이은 업계 2위입니다. HBM 3세대와 4세대 제품인 HBM2E, HBM3 시장 모두에서 SK하이닉스에 뒤처지는데요. 차세대 HBM 제품 수요가 계속해서 증가하는 만큼, 다가오는 HBM 5세대 HBM3E 시장에서만큼은 SK하이닉스를 따라잡겠다는 포부를 내비쳤습니다.

🏭 업계 최초 HBM3E 12단 양산

지난 2월, 삼성전자는 업계 최초로 HBM3E 12단 제품을 개발했으며, 올해 2분기 업계 최초로 HBM3E 12단 양산을 본격화할 계획입니다. HBM3E 12단 D램은 실리콘 관통 전극 기술(TSV, Through-Silicon Via)을 활용해 24Gb(기가비트) D램 칩을 12단까지 쌓아 올린 제품입니다.

 

초당 최대 1,280GB의 대역폭과 업계 최대 용량인 36GB를 기반으로 기존 HBM3 8단 제품 대비 50% 이상 향상된 성능과 용량을 자랑하죠. 삼성전자는 이미 HBM3E 12단 샘플을 공개했으며, 곧 본격적인 양산을 개시할 예정인데요. 현시점 가장 고도화된 제품인 HBM3E 12단을 SK하이닉스보다 먼저 선보여 차세대 HBM 시장을 선점하려는 전략입니다.

 

🔍 실리콘 관통 전극 기술(TSV, Through-Silicon Via): 메모리 칩을 쌓아 올리는 기술 중 하나로, 칩에 구멍을 뚫고 금속 등의 전도성 재료로 채워 칩을 수직으로 연결합니다. 기존에 금선을 이용해 칩을 연결하던 와이어 본딩 기술 대비 속도와 소비전력을 한층 개선할 수 있습니다.

🔍 대역폭: 일정 시간 동안 전송할 수 있는 데이터의 양을 의미합니다.

 

👀 맞춤형 HBM 제품도 출시한다

발 빠른 신제품 양산과 더불어 고객사별 맞춤형 HBM 제품으로 HBM 시장에서의 차별화도 노립니다. HBM 제품은 D램 칩을 적층한 코어 다이와, 코어 다이의 메모리 컨트롤러 역할을 수행하는 로직 다이로 구성되는데요.

 

삼성전자는 로직 다이 영역에서 고객사별 맞춤형 IP 설계를 제공하겠다고 밝혔습니다. 인공지능이 향후 인공 일반 지능(AGI, Artificial General Intelligence) 수준으로 발전하려면 범용 HBM 제품은 일정 부분 한계를 가지는데요.

 

궁극적으로는 HBM 칩이 적용되는 서비스별로 최적화 과정이 필요하기 때문입니다. 삼성전자는 이를 고려해 일찍부터 고객사별 맞춤형 HBM 제품을 제공해 탄탄한 네트워크를 구축하겠다고 밝혔습니다.

 

💪🏻 종합 반도체 역량 구축

다른 반도체 부문과의 연계성도 강화합니다. 메모리 반도체 외에 파운드리, 시스템LSI, 어드밴스드패키징(AVP) 등 다른 반도체 관련 사업부와의 시너지를 살려 종합 반도체 역량 구축을 시도하는데요. HBM 전담 개발팀까지 신설했습니다.

 

HBM 전담팀의 규모는 약 400명으로, 반도체 관련 각 사업부의 핵심 인력을 포함합니다. 최근에는 HBM 전담팀을 TF에서 정식 조직으로 승격시키는 등 적극적인 모습이죠. 앞으로 HBM 전담팀은 HBM3E 수율 안정화, HBM 6세대 제품인 HBM4 개발 등 차세대 반도체 시장 경쟁력 확보에 중요한 역할을 수행할 전망입니다.

✨ HBM 생산 역량 확대

폭증하는 HBM 수요에 발맞춰 생산 역량도 더욱 확대합니다. 현재 삼성전자의 HBM 생산 역량은 월 4만 5천 개 수준에 그치는데요. 이를 2024년 말까지 월 13만 개로 늘릴 계획입니다. 이를 위해 평택 캠퍼스에 171조 원을 투자해 대규모 반도체 생산기지를 구축합니다. 기존에 가동 중이었던 생산라인을 모두 HBM 생산에 투입할 경우, 최대 7개의 공장을 HBM 생산에 활용할 수 있습니다.

💥 SK하이닉스의 적극적인 대응

SK하이닉스도 삼성전자의 HBM 전략에 적극적으로 대응합니다. 5월 안에 HBM3E 12단 제품 샘플을 공개할 예정이며 양산 일정도 올해 3분기로 앞당겼죠. 생산 공장 확대에도 적극적입니다. 현재 SK하이닉스의 HBM 생산 역량은 삼성전자와 비슷한 수준인데요. 청주 M15X 공장, 용인 클러스터, 인디애나 패키징 시설 등을 추가로 가동해 연말까지 생산 역량을 12만~12만 5천 개까지 늘릴 계획입니다.

 

삼성전자와 SK하이닉스의 HBM 타임라인

 

삼성전자	연도	SK 하이닉스
	2013	HBM 업계 최초 개발
2세대 HBM ‘HBM2’ 업계 최초 양산	2015	HBM 양산
	2018	2세대 HBM ‘HBM2’ 양산
3세대 HBM ‘HBM2E’ 양산	2020	3세대 HBM ‘HBM2E’ 양산
	2022	4세대 HBM ‘HBM3’ 업계 최초 양산
4세대 HBM ‘HBM3’ 양산 5세대 HBM ‘HBM3E’ 개발 및 고객사 샘플 공급	2023
4월, 5세대 HBM ‘HBM3E’ 8단 양산 2분기, 5세대 HBM ‘HBM3E’ 12단 양산 계획	2024	3월, 5세대 HBM ‘HBM3E’ 8단 업계 최초 양산, 엔비디아에 공급 3분기, 5세대 HBM ‘HBM3E’ 12단 양산 계획

 

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아직은 해결해야 할 과제도 많다는데...

💰 비메모리 반도체 부문은 아직 적자

메모리 반도체 수요는 어느 정도 회복됐지만, 비메모리 반도체 영역은 아직 회복세가 더딥니다. 지난 1분기 삼성전자의 비메모리 사업은 5천억~7천억 원의 영업손실을 냈을 것으로 추정됩니다. 삼성전자는 스마트폰에 사용되는 고화소 이미지 센서를 중심으로 수익 창출을 시도하는데요. 스마트폰, TV 등의 수요 부진이 디스플레이 패널 수요 둔화로 이어지면서 실적은 기대에 미치지 못합니다.

 

🐢 파운드리 영역도 TSMC에 뒤처져

파운드리 사업에서도 업계 1위 TSMC와 점점 격차가 벌어지는 모습입니다. 삼성전자는 3나노 공정 고객사 확보에서 TSMC에 뒤처집니다. TSMC가 애플, 퀄컴 등 대규모 고객사를 확보한 것과 달리, 삼성전자의 고객사는 삼성전자 MX 사업부와 중국 업체인 판세미 두 군데에 그칩니다. 엎친 데 덮친 격으로 최근 TSMC는 새로운 미세공정 기술 도입 계획을 밝혔습니다.

 

2026년 하반기에 1.6나노 공정을 도입하겠다 선언했는데요. 기존 로드맵에 따르면 삼성전자와 TSMC 모두 2025년 2나노 공정을, 2027년 1.4나노 공정을 도입할 예정이었습니다. 그 사이에 1.6나노 공정을 한 차례 더 공개해 삼성전자를 앞서 나가겠다는 거죠. 삼성전자는 고객사 확보에 이어 기술력에서까지 TSMC에 밀릴 위기에 처했습니다.

 

🚨 네트워크사업부의 비상 경영 체제

삼성전자의 네트워크사업부는 부진한 실적으로 비상 경영 체제에 돌입했습니다. 네트워크사업부는 삼성전자의 성장 동력 중 하나인 6G 통신 관련 사업을 총괄하는데요. 지난 2023년 네트워크사업부 매출은 전년 대비 30% 가까이 줄었으며, 올해 1분기에도 주요 해외 시장에서 매출이 감소했습니다. 전 세계 통신 시장이 침체기에 접어든 탓인데요.

 

이에 따라 삼성전자는 여러 경비 절감책을 내놓고, 과거 사업 확장을 위해 데려왔던 타 사업부 직원도 희망하는 경우 기존 사업부로 복귀시키기로 했습니다. 성장도 성장이지만, 실적이 감소하는 상황에서 수익성 방어에 집중하려는 전략입니다.

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삼성전자의 미래, AI에 있다고?

🌈 HBM 수요, 계속해서 증가할 것

다행히 HBM 수요 증가는 앞으로도 이어질 전망입니다. 업계에서는 2024년과 2025년 HBM 수요가 각각 2배 이상씩 증가할 것으로 바라봅니다. 게다가 늘어나는 수요에 비해 HBM을 생산할 수 있는 업체가 한정돼 있어 HBM 가격도 당분간 계속해서 오를 전망인데요.

 

이 때문에 향후 몇 년간 HBM 관련 성과가 삼성전자의 실적을 견인할 것이라는 분석까지 나옵니다. 삼성전자는 이에 부응해 올해 HBM 출하량을 작년 대비 2.9배로 늘릴 것이라고 밝혔습니다.

 

💾 AGI 전용 칩, 마하-1 개발

삼성전자는 AI 반도체 시장을 독점하는 엔비디아에 대응해 AGI 추론 칩 ‘마하-1’을 선보입니다. 마하-1은 프로그래머블 반도체(FPGA, Field Programmable Gate Array)로, 개발자가 직접 내부 로직을 변경할 수 있는 제품인데요.

 

HBM을 탑재한 엔비디아의 AI 칩과 달리 저전력 D램 LPDDR을 사용해 에너지 효율을 한층 높였죠. 삼성전자에 따르면 마하-1은 기존 제품 대비 전력 효율이 8배가량 높은데요. 가격도 개당 약 500만 원으로 엔비디아의 주력 제품 ‘H100’의 10분의 1 수준에 그칩니다.

 

삼성전자는 올해 4분기부터 마하-1 양산을 시작할 계획인데요. 아직 양산 시작 전이지만, 벌써 마하-2 개발을 추진하는 등 AGI 전용 칩 시장의 선두 주자로 자리매김하기 위한 노력을 이어갑니다.

 

🗝️ 삼성전자의 승부수, 턴키 전략

파운드리 시장에서 TSMC와 경쟁하기 위해 턴키(Turn Key) 전략도 시도합니다. 턴키 전략은 반도체 칩 설계 및 생산, 패키징까지 AI 반도체와 관련된 모든 과정을 일괄적으로 수행하는 전략을 의미합니다.

 

파운드리 영역에서 압도적인 지위를 차지한 TSMC를 따라잡기 어렵기에, 메모리 사업부와 파운드리 사업부 간 시너지를 활용한다는 취지인데요. 각 고객사의 특성을 고려한 반도체 칩 설계와 생산을 통해 고객사별 맞춤화 제품 및 서비스를 제공하겠다는 겁니다. 이러한 턴키 전략은 향후 공개할 HBM4의 고객사 수주에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

 

💫 다른 사업 분야에도 AI 적용 확대

반도체 외에 스마트폰, 가전 분야에도 AI 기술 적용을 확대합니다. 올해 초 AI 기능을 적용한 갤럭시 S24 시리즈를 출시한 데 이어, 올해 안에 약 1억 대의 스마트폰 기기에 갤럭시 AI를 적용할 예정인데요.

 

삼성리서치의 생성형 AI 모델 삼성 가우스도 계속해서 고도화해 나갈 계획입니다. 가전 분야에서도 삼성 스마트홈 생태계 구축을 위해 다양한 ‘비스포크 AI 가전’을 출시합니다. ‘비스포크 AI 스팀’, ‘비스포크 그랑데 AI 세탁기∙건조기’ 등 각 가전제품은 AI 기술 기반의 편리한 기능 제공뿐 아니라 각 제품 간 연결성을 강화해 소비자를 삼성 생태계에 락인하는 것이 목표입니다.

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지금까지 삼성전자의 실적과 앞으로 해결해야 할 과제, 이에 대응하는 삼성전자의 다양한 전략에 대해 자세히 살펴봤습니다. 주요 경쟁사 TSMC와 SK하이닉스가 손을 잡고, 인텔까지 파운드리 업계에 뛰어든 상황 속에서 더욱 치열한 경쟁이 예상되는데요. 삼성전자가 턴키 전략을 통해 시장의 여러 위협에 잘 대처해 나갈 수 있을지 지켜볼 필요가 있겠습니다.