"HBM 승부처는 패키징"…삼성, 144조 투자로 'AI칩 심장' 키운다(종합)

[이데일리 김소연 기자] 삼성전자가 충남 아산 온양캠퍼스에 차세대 고대역폭메모리(HBM) 첨단 패키징 공장을 착공하고 핵심 생산거점 구축에 본격 나섰다. 인공지능(AI) 반도체 시장의 경쟁이 메모리 성능을 넘어 첨단 패키징 기술과 생산능력 확보로 확대되면서 대규모 투자를 통해 후공정 경쟁력 강화에 속도를 내는 모습이다. 이재명 대통령과 이재용 삼성전자 회장이 직접 착공식에 참석하며 HBM 시장 주도권 확보를 위한 투자 의지를 강조했다.

삼성전자는 12일 충남 아산 온양캠퍼스에서 이 대통령과 이 회장 등이 참석한 가운데 첨단 패키징 공장인 ‘온양 5라인’ 착공식을 개최했다. 기존 범용 메모리의 조립·검사를 담당하던 온양캠퍼스를 AI 반도체의 핵심 생산거점으로 전환하는 첫 단계다.

이 대통령은 “오늘 우리가 함께 뜬 첫 삽이 충청의 눈부신 도약을 넘어 누구도 넘볼 수 없는 ‘대체불가 대한민국’을 세우는 굳건한 디딤돌이 되기를 기대한다”며 삼성전자 임직원과 투자 기업, 충청권 시민과 지방정부에 감사를 표했다. 그러면서 이 대통령은 충청남도와 아산시가 인허가 기간을 3분의 1로 단축했다며 “모범 사례”라고 평가했다.

이 회장은 “일반 반도체를 단순 조립하고 검사하는 공정이 중심이던 이곳이 AI 반도체의 심장인 최첨단 HBM 거점으로 변모할 것”이라며 “호남권과 영남권 메가프로젝트도 적극 추진하겠다”고 강조했다.

이번 투자의 핵심은 HBM 패키징 생산능력의 선제적인 확보다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층하고 미세한 통로를 통해 연결하는 고성능 메모리다. 기존 D램과 달리 적층과 접합, 검사 등 후공정의 기술적 난도가 높고 제조 과정도 복잡하다. 메모리 반도체를 생산하더라도 이를 HBM 제품으로 완성하는 패키징 능력이 뒷받침되지 않으면 최종 공급량을 충분히 늘리기 어렵다.

이재명 대통령이 12일 충남 아산 삼성전자 온양캠퍼스 건설현장에서 열린 충청권 메가프로젝트 착공식에서 이재용 삼성전자 회장 등과 함께 기념 시삽을 하고 있다. (왼쪽부터) 박수현 충남도지사, 김정관 산업통상부 장관, 이재명 대통령, 이재용 회장 (사진=연합뉴스)

HBM 시장의 경쟁 역시 반도체 자체의 성능과 더불어 첨단 패키징 기술과 생산능력 확보로 확대되고 있다. 삼성전자는 충청권에 첨단 패키징 거점을 세우며 미래 반도체 생산기반 확대에 힘을 실어 HBM 주도권 확보를 위한 승부수를 던졌다는 평가다. 특히 HBM4와 HBM4E 등 차세대 제품으로 진화할수록 패키징 기술의 중요성은 더욱 커진다. 적층 구조가 복잡해지는 데다 고성능 AI 가속기의 요구에 맞춰 데이터 처리 속도와 전력 효율, 발열 등을 동시에 관리해야 한다.

삼성전자가 온양 5라인의 가동 일정을 당초 계획보다 1년 앞당긴 것도 이 같은 시장 변화에 대응하기 위한 전략이다. 삼성전자는 약 6조원을 투입해 3개 층, 9400평 규모의 클린룸을 갖춘 신규 공장을 건설하고 2028년 6월부터 가동할 계획이다. 현재 기초공사가 진행 중이며 공정률은 4.9%다. 신규 라인에서는 차세대 HBM4E 등을 본격 생산할 예정이다.

중장기적으로는 온양캠퍼스에 공장 건설비 6조원과 첨단 장비 투자비 40조원 등 총 46조원을 투입해 HBM 생산라인 5개를 구축한다. 삼성전자는 이를 포함해 천안·온양 등 충청권 반도체 생산시설에 총 60조원을 투자할 계획이다.

이재명 대통령이 12일 충남 아산 삼성전자 온양캠퍼스 건설 현장에서 열린 충청권 메가프로젝트 착공식에 참석해 이재용 삼성전자 회장과 프로젝트 진행 상황을 담은 홍보 영상을 보고 있다. (사진=연합뉴스)

삼성전자는 반도체 후공정 생산체계를 재편한다. 앞으로 온양캠퍼스의 첨단 HBM 패키징 기능을 대폭 확대하고 천안의 기존 후공정 역량과 연계해 충청권 전체를 고부가가치 반도체 생산기지로 육성한다는 구상이다.

이 회장이 첨단 패키징 분야를 직접 챙기고 있다는 점도 주목된다. 이 회장은 지난 1일 일본 요코하마의 첨단 패키징 연구거점을 점검한 바 있다. 일본에서는 차세대 패키징 소재와 공정 기술 개발을 점검하고, 국내에서는 이를 뒷받침할 양산 기반 확대에 나선 것이다. 차세대 HBM 경쟁에서 기술 개발과 생산능력 확보를 동시에 추진하겠다는 의지로 풀이된다.

삼성그룹은 반도체뿐 아니라 디스플레이, 반도체 패키지 기판, 배터리 등 주요 전자계열사의 투자를 충청권에 집중한다는 방침이다. 총 투자 규모만 144조원에 달한다. AI 산업 성장에 필요한 핵심 부품 생산기반을 한 지역에 집적해 기술 경쟁력과 공급망 대응력을 높이기 위한 전략이다. 삼성디스플레이는 아산·천안 지역에 총 67조원을 투자한다. 지난달 착공한 아산 A7라인에는 5조9000억원을 투입해 폴더블 스마트폰과 노트북, 태블릿용 유기발광다이오드(OLED) 생산시설을 구축한다. 2029년 하반기 양산을 목표로 하고 있다.

삼성전기도 세종에 AI 서버용 고성능 패키지 기판 생산시설을 확충한다. 지난달 신규 공장 건설에 착수했으며 4조3000억원을 투입해 2028년 9월 양산에 돌입할 계획이다. 삼성SDI 역시 천안에 총 9조원을 투자해 차세대 배터리 생산·개발 기반을 강화한다.