삼성그룹이 변화의 분기점에 서 있다. 고(故) 이건희 회장 서거 5주기와 이재용 회장 취임 3주년을 삼성의 지난 궤적과 향후 방향을 짚어본다. 초격차 기술, 조직 문화 혁신, 리더십까지 삼성이 다시 그리는 미래의 좌표를 들여다본다.

[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자가 '인공지능(AI) 시대의 심장'을 쥔 반도체 왕국의 위상을 되찾고 있다. 테슬라의 AI칩 'AI5'와 'AI6' 생산 파트너로 합류하며 파운드리 사업 정상화에 속도를 내는 한편, 차세대 고대역폭메모리(HBM)4와 2나노 게이트올어라운드(GAA) 공정을 앞세워 초격차 기술 경쟁력 복원에 나섰다.

이재용 삼성전자 회장은 지난 3월 경영진에게 "삼성의 회복력이 보이지 않는다"며 사즉생(死則生)의 각오를 주문한 바 있다. 이후 반도체를 비롯한 핵심 사업에서 기술 중심의 체질 개선과 초격차 복원 전략이 본격화됐다. AI 서버용 반도체 수요가 급증하는 가운데, 메모리(HBM)-연산칩(AI칩)-제조(파운드리)가 유기적으로 맞물린 'AI 인프라 삼각축'을 기반으로 글로벌 반도체 시장의 주도권이 다시 삼성으로 향하고 있다.

◆ 위기에서 출발한 3년…다시 기술로 승부

이 회장이 회장직에 오른 2022년은 삼성 반도체에 혹독한 시기였다. 글로벌 반도체 경기 둔화와 공급 과잉, 메모리 가격 급락이 겹치며 '왕국의 균열'이 뚜렷했다. 파운드리는 적자에서 벗어나지 못했고, SK하이닉스가 HBM3을 앞세워 AI 반도체 시장의 스포트라이트를 차지했다.

지난 2023년 10월 삼성전자 기흥캠퍼스를 찾은 이재용 회장이 차세대 반도체 R&D 단지 건설 현장을 점검하고 있다. [사진=삼성전자]

그러나 이 회장은 "메모리는 아직 끝나지 않았다"는 판단 아래, 기술 초격차 복원을 위한 투자를 멈추지 않았다. 반도체연구소와 종합기술원을 중심으로 차세대 D램과 패키징, GAA 공정 등 미래 기술을 정조준했다.

그 결과 올해 들어 AI 수요 폭증이라는 산업 전환기를 맞아 삼성 반도체의 반등이 본격화됐다. 삼성전자는 테슬라의 AI칩 'AI5'와 'AI6' 생산을 따내며 파운드리 사업 정상화의 신호탄을 쐈다. AI5의 경우 당초 TSMC가 전량 수주할 것으로 알려졌으나, 테슬라가 공급망 다변화를 택하면서 삼성전자가 공동 파트너로 합류했다.

업계 관계자는 "TSMC를 제외하면 2나노급 첨단 제품을 대량 생산할 수 있는 기업은 삼성뿐"이라며 "고객 입장에서는 리스크 분산 차원의 선택이지만, 삼성 입장에서는 기술 신뢰를 되찾는 전환점"이라고 평가했다.

◆ 초격차 기술의 귀환…HBM4·2나노·AI칩 삼각축

삼성전자의 HBM4는 'AI 메모리 시대'의 핵심 카드다. SK하이닉스가 HBM3E를 시장에 선보이며 앞서갔지만, 삼성은 HBM4에서 역전의 발판을 마련했다. 업계 최초로 1c(10나노급 6세대) D램 공정을 적용해 성능을 끌어올렸고, 데이터 이동 속도는 최대 11Gbps, 대역폭은 2.8TB/s로 국제 표준을 크게 웃돈다.

이재용 삼성전자 회장이 중국 텐진에 위치한 삼성전기 사업장을 방문해 MLCC 생산 공장을 점검하는 모습. [사진=삼성전자]

HBM은 AI칩의 성능을 좌우하는 핵심 부품이다. AI 연산을 담당하는 GPU가 초당 수백만 건의 데이터를 처리하려면, 이를 뒷받침할 초고속 메모리가 필수다. HBM은 GPU와 패키징으로 묶여 'AI 가속기'의 속도를 결정한다. 삼성은 메모리 기술력과 패키징 공정 역량을 결합해 AI 인프라 경쟁에서 주도권을 되찾고 있다.

파운드리에서는 2나노 GAA 공정이 본격화된다. 삼성은 세계 최초로 3나노 GAA 양산에 성공한 경험을 바탕으로, 차세대 모바일 AP '엑시노스 2600'에 2나노 공정을 적용해 내년 '갤럭시 S26' 시리즈 일부 모델에 탑재할 예정이다. GAA는 트랜지스터 구조를 완전히 새롭게 설계해 전력 효율과 성능을 동시에 끌어올리는 기술로, AI칩·고성능 서버칩 개발의 기반이 된다.

◆ AI 인프라 기업으로…'기술의 삼성' 복원

삼성전자는 HBM·AI칩·파운드리를 아우르는 'AI 인프라 삼각축'을 통해 AI 시대의 주도권을 다시 쥐겠다는 구상이다. 메모리 중심 기업에서 시스템 반도체로 확장한 이 구조는 단순히 반도체를 제조하는 단계를 넘어, AI 생태계의 핵심 인프라를 공급하는 플랫폼 기업으로 전환하겠다는 전략을 담고 있다.

평택캠퍼스를 중심으로 기흥·화성 라인이 첨단 공정 개발과 시스템 반도체 생산을 맡고 있다. 여기에 미국 텍사스 테일러 공장이 차세대 파운드리 거점으로, 2028년 가동 예정인 용인 클러스터가 미래형 종합 생태계 허브로 더해지며 삼성의 글로벌 반도체 생산망이 완성된다.

삼성전자 평택캠퍼스 전경. [사진=삼성전자]

업계에서는 이들 거점이 향후 ▲메모리·HBM(평택) ▲시스템 반도체·파운드리(화성·테일러) ▲연구개발·소재 생태계(기흥·용인)로 기능이 세분화돼, '메모리-파운드리-패키징'이 유기적으로 연결된 생산 체계로 진화할 것으로 보고 있다.

업계 관계자는 "AI 반도체는 연산 칩과 메모리, 패키징이 유기적으로 결합돼야 경쟁력을 가질 수 있는데, 삼성은 이 세 분야를 모두 수직계열화한 유일한 기업"이라며 "AI 인프라 시장이 커질수록 삼성의 포지션은 단순 공급자를 넘어 엔비디아, 구글 같은 빅테크와 맞서는 핵심 플레이어로 커질 것"이라고 말했다.

kji01@newspim.com