[녹색경제신문 = 정창현 기자] 삼성전자가 HBM4 베이스다이 생산 확대에 대응해 파운드리 4나노 공정의 증설을 검토하는 것으로 알려졌다. HBM4부터 4나노 로직 공정을 적용하면서 HBM 수요 증가가 메모리뿐 아니라 삼성전자 파운드리의 첨단공정 수요까지 끌어올리는 모습이다.

23일 업계에 따르면 삼성전자는 HBM4 베이스다이 수요 증가에 대응하기 위해 파운드리 4나노 생산능력 확대를 검토하고 있다. 현재 삼성전자 4나노 생산라인은 사실상 풀가동 상태이며, 생산능력의 절반 이상이 HBM4 베이스다이 생산에 배정된 것으로 알려졌다.

삼성전자는 HBM4에 1c D램 공정과 4나노 로직 공정을 적용했다. 앞서 지난 2월 HBM4 양산 출하를 발표하면서 “4나노 로직 공정을 적용한 베이스다이를 통해 성능과 전력 효율을 높였다”고 공식적으로 밝힌 바 있다.

HBM4에서 베이스다이의 중요성이 커지면서 메모리와 파운드리 간 연계도 강해지고 있다. 베이스다이는 HBM 적층 구조의 최하단에서 각 D램과 외부 시스템을 연결하고 데이터를 제어하는 역할을 한다. HBM의 데이터 처리 속도가 높아질수록 베이스다이의 로직 성능과 전력 효율이 중요해지는 구조다.

삼성전자는 HBM4를 자체 파운드리에서 생산한 4나노 베이스다이와 결합하는 방식으로 메모리와 파운드리 사업을 연계하고 있다. 특히 자체 파운드리 공정과 HBM 설계 간 협업을 통해 품질과 수율을 확보하는 DTCO(Design-Technology Co-Optimization) 전략을 추진하고 있다.

4나노 공정의 수요가 HBM으로 확대되면서 삼성전자 파운드리의 생산능력 활용도에도 변화가 나타나고 있다. 기존에는 외부 고객의 모바일·고성능컴퓨팅(HPC)용 칩 수주가 첨단공정 가동률을 좌우했다면, HBM4부터는 삼성전자 내부 메모리 사업이 4나노 공정의 새로운 수요처 역할을 하는 셈이다.

특히 HBM4에 이어 HBM4E까지 4나노 공정이 적용되면서 생산능력 확대 필요성은 더욱 커질 전망이다. 삼성전자는 올해 HBM4E 실제 샘플을 고객사에 공급하며 차세대 제품 개발을 진행하고 있다. 

삼성전자는 HBM4E 이후에도 베이스다이의 첨단 로직 공정 적용을 확대할 계획이다. HBM 세대가 높아질수록 베이스다이에 요구되는 성능과 전력 효율이 중요해지는 만큼 메모리 공정 미세화와 함께 파운드리 첨단공정 활용도도 높아질 것으로 보인다.

HBM 시장 자체의 성장도 이같은 구조를 뒷받침한다. 삼성전자는 올해 3분기 HBM 매출이 전분기보다 3배 이상 증가할 것으로 전망하면서 HBM4 생산능력을 선제적으로 확대하고 있다고 밝힌 바 있다. 2028년부터 가동될 평택사업장 2단지 5라인도 HBM 생산 핵심 거점으로 활용할 계획이다. 

반도체 업계 관계자는 “HBM4부터 베이스다이의 역할이 커지면서 메모리 성능뿐 아니라 이를 뒷받침하는 로직 공정 경쟁력도 중요해지고 있다”며 “삼성전자는 메모리와 파운드리를 모두 보유하고 있는 만큼 HBM 세대가 올라갈수록 두 사업 간 연계 효과가 더욱 커질 수 있다”고 말했다.