2025 비즈니스 트렌드

2025 비즈니스 트렌드

권기대 지음

베가북스 / 2024년 10월 / 496쪽 / 25,000원





K-반도체



고대역폭메모리 HBM

세계는 지금 AI 전쟁 중으로 더 빠르고 정확한 AI를 개발해 산업 생태계 패권을 잡으려는 각축전이 뜨겁다. 그런 AI의 두뇌가 바로 반도체다. 반도체 기술 역량에 따라 세계 경제가 출렁인다 해도 과언이 아니다. 그리고 그 시발점은 역시 메모리 반도체다. D램 여러 개를 수직으로 쌓아 데이터 용량과 처리 속도를 높인 ‘HBM(high bandwidth memory; 고대역폭메모리)’ 반도체는 학습·추론에 안성맞춤이기 때문에, AI 가속기의 핵심 요소가 되었다. 그러면서 메모리 HBM→(CPU·GPU와 결합)→AI 가속기로 이어지는 체인의 확보가 AI 산업의 최대 관심사로 떠올랐다. HBM은 SK하이닉스와 AMD의 공동 연구로 2013년 최초로 개발됐다. 당시 최고 성능의 제품보다 속도는 4배 이상 빠르고 전력 소비는 40% 낮았지만, 너무 비싸서 수요가 생기지 못했다. 그러다가 챗GPT의 등장으로 AI 연산에 필요한 고성능 메모리 반도체에 대한 요구가 높아지면서 HBM은 ‘신데렐라’가 된 것이다.

HBM도 진화를 거듭하고 있다. 데이터 운반 효율성을 높이기 위해 메모리와 비메모리 사이를 좁히는 노력이 이어졌다. 그 결과 GPU 옆에 HBM을 배치하던 종전 방식에서 벗어나, HBM 밑에 간단한 연산을 수행하는 반도체를 놓는 이른바 6세대 HBM4도 양산을 눈앞에 두고 있다.

지금은 SK하이닉스가 만든 HBM을 TSMC에 공급하고, TSMC는 그 HBM을 엔비디아의 GPU와 합쳐서 AI 가속기를 만들어 엔비디아에 납품하는 공급사슬이 확고히 자리 잡고 있지만, AI 가속기의 공급 부족 사태가 너무나 심하다. 단기적으로는 엔비디아의 테스트를 통과한 삼성의 차세대 HBM이 공급망에 합류하면서 SK하이닉스만으로는 감당할 수 없는 공급 부족을 해소할 것이다. 이 모든 과정의 시작인 메모리의 강자가 바로 한국 기업들이므로, 현재 상황은 일단 반갑다. 하지만 HBM을 둘러싼 파괴적 혁신의 가능성에 늘 대비해야 할 것이다.

AI 반도체라면 흔히 엔비디아의 GPU나 SK하이닉스가 주도권을 잡은 HBM만 생각하기 쉬운데, 사실은 HBM보다 더 많은 D램, 낸드플래시 등이 AI 서버에 들어간다. 뿐만 아니라 일반 메모리의 몸값도 회복 수준을 지나 급상승했다. HBM과 함께 AI 칩으로 분류되는 DDRS D램과 eSSD 낸드(삼성이 시장의 47% 점유) 판매 성장이 실적 회복을 이끌었다. 이로 인해 삼성은 SK하이닉스 못지않은 ‘AI 수혜자’가 된 것이다. 지금 삼성전자와 SK하이닉스는 세계 메모리 반도체의 약 70%를 생산하고 있다.

2024년 8월 초 삼성의 HBM3E가 마침내 엔비디아의 테스트를 통과했다. 조만간 삼성 제품이 실제로 엔비디아에 납품되기 시작하면, 삼성의 실적은 날개를 달고 수익성은 한층 더 높아질 것이다. 게다가 전자기기에서 AI가 자체 구동되는 ‘온디바이스 AI’ 시대가 열리면 스마트폰과 PC용 D램 및 낸드 수요까지 급증할 전망이다. 참고로 HBM 가격은 최신 범용 D램의 5~6배 수준이다. 따라서 삼성전자와 SK하이닉스의 2024년도 영업이익률이 40%를 돌파할 것으로 전망되고 있다.

SK하이닉스 _ 격차를 더 벌릴 거야: 5세대 ‘HBM3E’가 양산에 들어간 지 얼마 되지도 않은 2024년 3월, SK하이닉스는 벌써 6세대 ‘HBM4’를 공개하면서 2026년도 양산을 약속했다. HBM4는 ‘하이브리드 본딩’이라는 적층 기술을 이용해 D램을 16단으로 쌓아(HBM3E는 8~12단), 데이터 처리 용량을 48GB까지(HBM3E는 24GB-36GB) 끌어올렸다. 5세대보다 속도를 40% 높이고, 전력 소모량을 30%가량 낮춘 것이다. 파운드리 기업과의 협업으로 ‘맞춤형 제품’을 만들 수 있는 특성도 강조했다. 게다가 엔비디아뿐 아니라, 자동차 전장업체에도 HBM4를 공급함으로써 적용 영역을 넓히겠다고 했다.

삼성전자의 HBM 추격이 매서워지자, SK하이닉스는 HBM 성능을 한층 더 빠른 속도로 고도화하기 위한 단기 로드맵을 제시했다. 아울러 6세대부터 실현될 몇몇 변화도 예고했다. 특히 눈에 띄는 것은 2025년 개발 예정인 6세대에 ‘메모리 컨트롤러’를 탑재한다는 점이다. 메모리 컨트롤러는 HBM 기능을 제어하는 시스템반도체로, 예전에는 HBM과 별도로 탑재됐다. 그런데 6세대부터는 아예 HBM 안에 실어서 전력 효율과 속도를 높인다는 것이다. 지금까지 AI 가속기는 GPU·CPU를 중앙에 두고, 주변에 HBM을 배치한 다음, 메모리 컨트롤러 등의 시스템반도체를 따로 얹어 하나의 패키지가 됐다. 이 경우, 칩 사이 거리 때문에 신호 전달이 늦거나 전력을 많이 소모했다. 그런데 메모리 컨트롤러 등을 HBM 안에 집어넣으면 속도와 전력 면에서 훨씬 유리해진다.

업계는 SK하이닉스의 2023년 4분기 HBM 매출이 처음으로 1조 원을 돌파한 것으로 추정한다. 덩치로는 전체 매출의 약 10% 정도이지만, HBM 개당 수익률이 D램의 5배 이상이어서 수익성은 다른 제품을 압도한다. HBM 하나 파는 게 D램 5개 파는 것보다 낫다는 얘기니까. 2024년 영업이익의 약 60%가 HBM에서 나올 거라는 증권사 예측도 있다.

삼성 vs SK하이닉스 vs TSMC: “아니, 삼성이 하이닉스를 추격하고 있잖아?” 최근 불과 2년 메모리 반도체 시장에 상상조차 어려웠던 역대 최강도의 급변동이 일어났다. 메모리 시장의 독보적 1위였던 삼성전자가 도리어 HBM 공급을 장악하며 강력한 성장 엔진을 장착한 SK하이닉스를 부지런히 추격하고 있지 않은가. 이 모든 게 챗GPT로 시작된 AI 붐과 병렬연산 AI 칩 수요 급증으로 반도체 시장의 다이내믹스가 갑자기 변했기 때문이다.

삼성전자의 굴욕은 이게 끝이 아니다. 파운드리에서도 AI 칩을 포함한 기술력과 안정된 수율을 입증해낸 TSMC가 2년 새 놀랍게 약진하며 더욱 멀리 ‘내빼버렸다’. 이미 7년 전 TSMC 대신 왕좌를 차지하겠다고 공공연히 선포했던 삼성전자로서는 곤혹스러운 후퇴가 아닐 수 없다. 이는 엔비디아 AI 칩의 높은 기술력에 좌절해 과거의 영광을 반납하고 대규모 구조조정에 내몰린 인텔의 추락과 함께 반도체 시장이 목격하고 있는 가장 큰 충격이다.

뜻밖에 뒤통수를 한 대 맞은 삼성의 대응책은 반도체 시장을 헤쳐나갈 기본 항로를 바꾸는 것이다. 무슨 뜻이냐 하면, 천문학적인 지출에도 불구하고 성과는 시원찮았던 미세공정 집착, 즉, 나노 경쟁에서 벗어나 ‘토털 서비스’ 혹은 ‘AI 턴-키’로 승부를 보겠다는 전략이다. SK하이닉스나 TSMC가 할 수 없는, 오직 삼성전자만이 제공할 수 있는 ‘메모리·파운드리·패키지’ 풀 서비스로 AI 시대에도 메모리 1위를 고수하겠다는 얘기다. 삼성은 다른 종합 반도체 업체들과 달리 시스템반도체 설계부터 제조에다 패키징까지 아우르고 있으며, D램은 물론 낸드, 이미지 센서까지 다양한 품목을 보유하고 있다.

주지하다시피 메모리 반도체는 경기 사이클에 극히 민감하다. 매출도 이익률도 그 사이클을 따라간다. 그래서 세계 메모리 시장의 70% 안팎을 주무르는 삼성전자와 SK하이닉스를 ‘보유’한 한국은 항상 반도체 호황·불황 국면이 얼마나 오래 이어질까에만 촉각을 곤두세운다. 하지만 파운드리 시장은 사뭇 다르다. 호황·불황에 크게 흔들리지 않고 4차 산업혁명 시대와 맞물려 규모가 계속 커졌다. 탁월한 제조능력과 안정된 수율의 TSMC가 절대적 공급자로 자리를 굳혀갈 때, 삼성전자와 SK하이닉스는 반도체 업황을 따라 온탕과 냉탕을 오갔다. 삼성도 이걸 알기에 메모리 시장에 안주하지 않고 파운드리를 공략하겠다고 재빨리 선언했으니 결코 나쁜 작전은 아니었다. 다만 메모리에서 단련된 삼성의 기술력으로도 TSMC의 공고한 경쟁력과 고객들의 무한 신뢰를 아직 극복하지 못했을 따름이다. 품질과 수율의 불안은 삼성전자 내부에서조차 고개를 갸우뚱한다는 얘기가 나올 정도다.

AI 시대를 이끌어가는 것은 ‘super chip(수퍼 칩)’, 즉 Grace Hopper(그레이스 호퍼), Blackwell(블랙웰) 같은 엔비디아의 AI 가속기이다. 엔비디아가 설계하고 SK하이닉스의 HBM을 탑재해서 TSMC가 제조하는 AI 칩은 엄청난 수요를 공급이 따라가지 못해 주문하고 1년이 지나야 제품을 받을 수 있다.

HBM 고도화에 잠시 방심한 삼성과 달리 SK하이닉스는 기술진보에 매진했고 마침내 엔비디아 수퍼 칩에 안정적으로 HBM을 탑재하면서 AI 시대 최고 수혜기업 중 하나가 되었다. SK하이닉스의 HBM으로 수퍼 칩을 제조하는 몫은 온전히 TSMC 차지가 됐다. 자연스럽게 엔비디아-SK하이닉스-TSMC라는 연합군이 형성되었다. SK하이닉스는 비록 삼성처럼 토털 서비스를 제공하진 못하지만, HBM이라는 고급 메모리와 기존의 범용 메모리 시장이라는 두 파도를 타고 느긋한 서핑을 즐기고 있다. HBM 2024~2025년 생산분이 ‘완판’이라고 하니 더 말해 뭣하겠는가. 만약 삼성전자가 차세대 HBM 시장에 제대로 깃발을 꽂지 못한다면, 전체 메모리 시장점유율조차 흔들릴지 모른다. HBM이 워낙 고부가가치 제품인 데다 수요가 너무나 급격히 성장하고 있기 때문이다.

삼성전자 _ 범용 메모리만으론 NO: 삼성전자는 HBM과 수퍼 칩 시대를 오판했다. 1라운드에선 깨끗이 지고 말았다. 삼성도 부인하지 않는다. 중요한 건 2라운드라도 뺏기지 않아야 한다는 엄혹한 과제. 역전의 가능성은 SK하이닉스처럼 엔비디아 수퍼 칩 공급 네트워크에 합류하느냐 못하느냐의 여부다. 엔비디아는 2024년 8월 삼성전자의 HBM 샘플 테스트를 마치고 품질을 인증해주었다. 두고 볼 일이지만, 삼성의 납품은 기정사실이나 다름없다.

엔비디아의 수퍼 칩을 구매하려는 기업은 차고 넘친다. 대항마 AI 칩을 만들려는 기업도 많다. 그들 모두 지금은 SK하이닉스나 TSMC 앞에 장사진을 친다. 앞으론 삼성으로 몰려올지도. 그런데, 아뿔싸, 삼성전자 텍사스 신공장의 완공이 늦어지고 있다. 2024년 말 4나노 공정 능력을 갖추고 첫 양산 제품을 출하하겠다던 계획이 무려 2년 지체되는 모양새다. 심지어 3나노 공정은 2027년에야 양산체제에 들어갈 것이란다. 이래서야 잠재 고객들에게 ‘모든 게 준비돼 있음’이라는 메시지를 어떻게 주고, 삼성 특유의 생산 역량을 어떻게 입증하겠는가. 나노 경쟁에서 토털 서비스로 방향을 튼 삼성전자, 전략 전환이 옳았음을 실적으로 보여줘야 한다. 파운드리만 하는 TSMC나 메모리만 하는 SK하이닉스와는 다른 삼성 고유의 ‘원스톱 서비스’ 장점을 극대화해야 한다.

삼성전자 _ 엔비디아 납품은 시간문제: 이제 삼성전자의 HBM3E는 엔비디아의 테스트를 통과했다. 실제로 주문이 떨어지기만을 기다리고 있다. 엔비디아에까지 납품하면 AI가 촉발한 반도체 수퍼사이클에 완전히 올라타는 셈. 엔비디아의 발주는 언제 이루어질까. 엔비디아도 공급망 다변화가 절실하긴 마찬가지다. 삼성을 납품사로 끌어들이지 않고는 자사 AI 가속기에 대한 넘치는 수요를 충족시킬 수 없으니까. HBM은 2025년에는 글로벌 D램 시장의 30%(매출 기준)를 차지할 것으로 전망된다.

또한 삼성전자는 한 지붕 아래서 HBM 제조는 물론, 파운드리와 칩 설계까지 다 할 수 있는 ‘원스톱 숍’이므로, HBM 맨 밑에 탑재되는 핵심 부품인 베이스 다이를 (그것도 최첨단 4나노 공정으로) 직접 만들 수 있다. 메모리만 하는 하이닉스도, 파운드리만 하는 TSMC도 흉내 낼 수 없는 삼성만의 강점이다. HBM을 가장 잘 만드는 SK하이닉스는 베이스 다이를 만들 수 없어, 할 수 없이 세계 1위 파운드리 TSMC와 손을 잡았다. ‘삼성전자’ vs ‘하이닉스-TSMC 연합군’의 한판 결투가 벌어질 참이다.



K-방산



한 마디로 괄목할 만한 도약이다. 수출 대상국은 4개국(2022)에서 12개국(2023)으로 늘어났고, 수출 품목도 육·해·공 12개로 두 배나 다양해졌다. 대한민국 방위산업 이야기다. 이제 방위산업에도 자랑스러운 ‘K’를 붙여 K-방산으로 불러줄 때가 된 것 같다. 2025년 우리 방위산업은 지구촌 구석구석으로 확대된 시장에서 글로벌 4위 도약을 꿈꾸고 있다. 방산주는 러시아·우크라이나 전쟁 발발 이후 주가가 오름세다. 가령 한화에어로스페이스는 최근 2년간 400% 상승했고 현대로템, LIG넥스원, 한화시스템 등도 호시절을 누리고 있다. 조선 기업이면서도 방산 사업을 함께 영위하는 HD현대중공업이나 한화오션 등도 장기적으로 혜택을 누릴 것으로 보인다.

육지에서

K9 자주포 _ ‘유저 클럽’ 10개국: 한화에어로스페이스의 대표 수출품인 K9 자주포는 우리나라, 폴란드, 노르웨이, 이집트, 호주 등이 운용해온 데다, 최근 루마니아가 구매를 결정하면서 사용이 10개국으로 늘어났다. 특히 우크라이나 전쟁의 여파로 군비 확장에 나선 폴란드가 8조 원 규모의 K9 자주포와 천무를 수입했다. 러시아와 인접한 동유럽 국가들이 K9을 차세대 자주포로 배치하고 있다. K9은 수출시장 점유율 50%를 넘겼고 예정된 계약 물량이 수출되면 70%에 이르게 될 ‘명품 자주포’이자, 세계 자주포 시장의 ‘베스트셀러’다. 글로벌 표준 무기로 자리 잡았다고 해도 과언이 아니다.

그런데 한화에어로스페이스의 K9 자주포에는 독일의 ‘국가 전략자산’으로 지정된 엔진이 장착되어 있어, 수출할 때마다 독일의 허락을 받아야 했다. 여간 불편한 상황이 아니었다. 그러자 한화에어로스페이스는 2024년 초 1,000마력급 전차용 엔진의 독자개발에 성공해 K9 자주포에 장착하기 시작했다. 마침내 독일 눈치를 보지 않고 자유롭게 K9 자주포를 수출할 수 있게 된 것이다. K9의 중동 진출에도 한껏 속도가 붙었다. 사우디에서 열린 방위산업전시회에 K9 자주포 실물을 전시하며 본격적인 판촉에 나섰다. 오일 머니를 앞세운 중동 각국의 K9을 향한 관심은 더욱 커질 것이다.

천무 _ 최신형 국산 다연장 로켓: 천무는 한화에어로스페이스의 또 다른 주요 수출 품목인 다연장 로켓이다. 다연장 로켓포는 여러 개의 로켓포탄을 동시에 발사하여 넓은 지역을 단번에 초토화하는 위력적인 무기체계다. 최근 폴란드, UAE, 사우디아라비아, 루마니아 등으로 잇달아 수출이 성사되면서 천무는 록히드마틴에 이어 다연장 로켓 시장의 ‘넘버2’에 올랐다. 천무는 발사관이 경쟁 제품의 2배여서 화력도 막강한 데다 가격은 록히드마틴 제품의 60%에 불과하다.

새로운 K-방산 고객으로 떠오른 폴란드는 이 천무와 K9 자주포를 합해 무려 43억 달러(6조 원)어치 조달하기로 하는 이행계약을 2024년 9월에 완료할 계획이다. 또 루마니아는 K9 자주포와 더불어 천무까지 도입하는 계약을 체결했는데, 신속한 납품 능력까지 갖춘 천무의 수출 실적은 계속 늘어날 전망이다. 또한 다연장 로켓포를 수입하면 이와 함께 엄청난 양의 탄약을 끊임없이 도입해야 하므로 천무의 수익성이 상당히 높을 것이라고 추측할 수 있다.

천궁-II _ 한국형 패트리엇 미사일: ‘한국형 패트리엇’으로 불리는 천궁-II는 지상에서 발사해 적의 항공기나 탄도미사일을 요격하는 중거리·중고도 지대공 미사일 체계다. 북한 탄도미사일에 대응하는 한국형 미사일방어체계의 주요 무기다. 2017년 전투용 적합 판정을 받고 이듬해부터 양산에 들어갔다. 이런 무기체계에서는 레이다가 주된 기능이며 핵심 자산이다. 그래서 패트리엇 미사일의 본래 명칭도 ‘요격용 위상배열 레이다’다. 천궁-II는 추적·요격의 핵심 기능을 담당하는 3차원 위상배열 레이다(한화시스템), 수직 발사대(한화에어로스페이스), 발사체(LIG넥스원), 교전통제소 등으로 구성되고, 발사대 1기당 최고 속도 마하 5인 미사일 8발이 탑재된다. 천궁의 가치사슬에서 제조업체들이 나뉘어 있어 계약도 복잡하고 통합 생산에 시간도 오래 걸린다.