삼성전자를 둘러싼 위기감이 고조되고 있다. 반도체 시장이 인공지능(AI)을 중심으로 재편되는 가운데 삼성전자는 새로운 시장에 자리를 잡지 못하고 있다. 반도체 부문 수장이 갑자기 교체됐고, 고객사 퀄(품질검증) 테스트에 실패했다는 보도도 나왔다. 삼성전자는 AI 칩을 제작하는데 필수적인 고대역폭 메모리(HBM) 주도권을 SK하이닉스에 빼앗기면서 30년간 ‘1위’였던 메모리 사업이 위기를 맞고 있다.

파운드리(반도체 위탁생산)는 업계 1위인 대만 TSMC와 격차를 좁히지 못하고 3위 업체인 중국 SMIC가 쫓고 있다. 반도체 설계를 담당하는 시스템LSI 사업도 고전 중이다. 이 와중에 삼성전자 최대 노조인 전국삼성전자노동조합(전삼노)은 성과급 지급 방식 변경을 요구하며 지난 5월 29일 파업을 선언했다. 전삼노는 반도체 사업을 담당하는 DS부문 직원들 중심으로 결성됐다. 삼성전자 노조가 파업에 나선 것은 창사 이래 처음으로, 비상경영 체제에 돌입한 삼성전자가 난제를 어떻게 풀어갈지 관심이 쏠린다.

삼성 “납품 협의 중, 발열 이슈 없어”

한국거래소에 따르면 올해 삼성전자를 꾸준히 사들였던 외국인이 올해 5월 처음으로 ‘팔자’ 우위로 돌아섰다. 반도체 업황 개선으로 관련 기업들의 주가가 상승세를 타고 있는데 삼성전자만 급등락을 반복하며 7만원대에 머물고 있다. 반면 같은 달 외국인은 경쟁사인 SK하이닉스를 사들였다. SK하이닉스는 신고점을 경신하다 20만원대에서 굳히기에 들어갔다. 미국 AI 반도체 ‘대장주’인 엔비디아의 납품 여부에 따라 외국인의 쇼핑 목록이 갈렸다. 증권가에서는 삼성전자의 HBM이 엔비디아의 검증을 통과하기 전까지는 반전이 생기기 어려울 것으로 보고 있다. HBM은 D램을 수직으로 쌓아 올려 일반 D램보다 한 번에 더 많은 데이터를 더 빠르게 처리해 AI 응용에 최적화된 메모리 반도체다.

로이터통신은 삼성전자가 엔비디아에 HBM을 납품하기 위한 테스트를 통과하지 못했다고 지난 5월 24일 단독으로 보도했다. 로이터는 복수의 소식통을 인용해 “발열과 전력 소비 등이 문제가 됐다. 현재 AI용 그래픽처리장치(GPU)에 주력으로 쓰이는 4세대 제품 HBM3를 비롯해 5세대 제품 HBM3E에 이러한 문제가 있다”고 보도했다. 삼성전자는 지난해부터 엔비디아의 HBM3와 HBM3E 테스트 통과를 위해 노력해왔는데, 문턱을 넘지 못하는 이유가 구체적으로 보도된 것은 처음이다.

같은 날 삼성전자는 이례적으로 입장문을 내고 적극적으로 반박했다. 회사는“다양한 글로벌 파트너들과 HBM 공급을 위한 테스트를 순조롭게 진행 중으로 다수 업체와 긴밀하게 협력하고 있다”고 밝혔다. 이어 “일부에서 제기하는 특정 시점의 테스트 관련 보도는 당사 신뢰도를 훼손할 수 있어 보도에 신중을 기해 달라”고 했다. 삼성전자 관계자는 기자와 통화에서 “상호 간 통상적인 조율 과정을 밟고 있는 단계로 발열 이슈 논란은 사실이 아니다”라고 했다. 양측 의견을 종합하면, 테스트 진행 과정에서 원인 모를 이슈가 발생해 현재까지는 완전히 통과하지 못한 것이 ‘사실’이다. 시장에서는 2022년부터 엔비디아에 납품을 시작한 SK하이닉스와 달리 삼성전자가 지금도 테스트를 받는 건 기술력이 과거와 같지 않다는 의미로 해석됐고, 당일 삼성전자 주가는 3.07% 급락했다.

로이터 보도가 관심을 받은 건 삼성전자가 엔비디아에 임원을 급파하고 이례적인 원포인트 인사를 단행한 이후였기 때문이다. 삼성전자는 지난 5월 21일 DS부문장을 경계현 사장에서 전영현 부회장으로 전격 교체했다. 업계 안팎에서는 반도체 사업에 대한 위기감이 반영됐다는 평가가 지배적이다.

구원투수로 투입된 전영현 부회장(부문장)은 삼성전자가 D램 시장에서 세계 1등 자리를 유지하는 데 역할을 한 기술통으로, 고 이건희 회장의 복심으로 평가받는다. LG반도체 출신으로, 1999년 ‘반도체 빅딜’로 LG반도체가 현대전자에 합병되는 과정에서 삼성의 제의를 받고 자리를 옮겼다. 삼성전자 메모리사업부장 시절에는 세계 최초로 20나노 이하 미세공정 개발을 성공시켰다. 이후 삼성SDI가 공급한 갤럭시 노트7 배터리 화재가 문제됐을 때는 회사대표를 맡아 위기를 돌파했다.

전 부회장은 지난 5월 30일 게시판에 올린 취임사에서 첫 일성으로 ‘위기 극복’을 강조했다. 그는 “최근의 어려움은 쌓아온 저력과 반도체 고유의 소통과 토론 문화를 이어간다면 빠른 시간에 극복할 수 있다”고 밝혔다. 이어 “AI 시대로 겪어보지 못한 미래가 오고 있다. 큰 도전으로 다가오지만 방향을 제대로 잡고 대응하면 반도체 사업의 다시 없을 새로운 기회가 될 수 있다”고 전망했다.

지난해 삼성전자 반도체 사업은 15조원에 달하는 사상 최대 적자를 냈다. 정보기술(IT) 수요가 줄면서 D램 등 메모리 사업이 부진했다. 2022년 연말 메모리 업계가 감산에 돌입할 때 삼성전자는 별다른 대응을 하지 않다가 2023년 상반기 뒤늦게 동참, 재고 부담이 쌓이는 등 경영 판단을 실기했다는 지적을 받았다. 올해 1분기 삼성전자 DS부문은 1조9100억원의 영업이익을 올리며 5분기 만에 흑자전환했지만, 메모리 업황이 상승세로 돌아선 데 따른 반사효과라는 평가다.

■ 삼성 “2분기 HBM3E 12단 양산”

전 부회장이 당장 풀어야 할 숙제는 HBM3E의 품질 테스트 통과와 성공적인 납품으로 HBM 시장 주도권을 탈환하는 것이다. SK하이닉스는 2013년 HBM을 최초 개발한 이후 연구개발을 이어왔고, 챗GPT 등 생성형 AI 개발과 그에 따른 수요 폭발에 힘입어 차세대 반도체 시장의 선두주자가 됐다. 반면 삼성전자는 2019년 HBM 전담개발팀을 해체했다가 올해 전담팀을 부활시켰지만 성과를 내지 못하고 있다. SK하이닉스는 엔비디아에 HBM3를 사실상 독점 공급해왔다. 올해 3월에는 메모리 업체 중 최초로 HBM3E(8단) 제품을 양산해 엔비디아에 공급하기 시작했고, 후발주자인 마이크론은 HBM3를 건너뛰고 지난 2월 HBM3E 8단 양산을 시작했다고 밝혔다. 지난해 글로벌 HBM 시장 점유율은 SK하이닉스가 53%로 독보적인 1위를 달리고 있다. 이어 삼성전자(38%)와 마이크론(9%)이 따르고 있다. 삼성전자는 지난 2월 5세대 HBM인 HBM3E 12단 제품 개발에 성공했다고 밝히며, 해당 제품을 올해 2분기 내 양산하겠다고 예고했다. 올해 6월 말까지는 무언가를 시장에 보여줘야 한다.

장기적으로는 삼성전자가 격차를 좁혀나갈 것이라는 전망이 우세하다. 엔비디아 입장에서도 삼성전자를 포함한 다양한 공급처를 확보하는 것이 가격 경쟁에서 유리하다. 한동희 SK증권 연구원은 “AI 수요 강세 속 HBM 공정 난이도 급증에 따른 공급 제약과 경쟁자들의 추가 대응 여력의 한계는 삼성전자 대응에 대한 중요성을 점증시키고 있다”고 말했다. 권석준 성균관대 교수(화학공학과)는 삼성 위기론에 대해 “반도체 지형이 바뀌고 있다는 사실부터 인식하고 생태계 멤버들과 협업하고 을이 되는 사고의 전환도 해야 한다”며 “삼성이라는 공룡이 시대의 변화를 인지하지 못하면 한 세대 전 일본 반도체 공룡들의 전철을 밟게 될 수도 있다”고 말했다.

<김은성 기자 kes@kyunghyang.com>