삼성·SK, 반도체 생산력 확대 '총력'… 초대형 팹 경쟁 불붙었다

[더퍼블릭=양원모 기자] 국내 반도체 양대 기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 대규모 설비 확충에 착수하면서 '생산 시설 경쟁'이 본궤도에 올랐다. 인공지능(AI) 기술 확산으로 고대역폭 메모리(HBM) 중심의 메모리 반도체 수요가 급증하자 제조 라인 완공 시점을 앞당기고, 생산 능력(CAPA)을 빠르게 확대하기 위한 투자에 속도를 높이고 있다.

18일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 평택사업장 2단지 P5 라인의 건설을 재개했다. 총 60조 원 이상이 투입되는 P5는 차세대 HBM과 범용 D램을 동시에 생산할 수 있는 '하이브리드 메가 팹'으로 설계됐다. 가동 목표는 2028년으로, 시장 상황에 따라 일부는 파운드리 라인으로 전환할 가능성도 남겨두고 있다.

삼성전자는 평택 1·2단지를 합쳐 여의도 면적에 근접한 87만평 규모의 생산 클러스터를 구축하고 있다. P1~4에 이어 P5~6까지 모두 완공되면 단일 지역에서 6개의 대형 팹이 가동된다.

삼성전자는 여기에 더해 용인 반도체 국가 산업단지 클러스터에도 2031년까지 총 6개 팹을 신설할 계획이다. 내년 말 1기 착공을 목표로 세부 일정을 조율하고 있으며, 2030년 첫 가동을 목표로 하고 있다. 평택, 용인의 생산 인프라가 모두 완성되면 삼성전자는 국내에서 총 12개의 대형 팹을 운영하는 구조를 갖추게 된다.

SK하이닉스도 생산 능력 확대를 본격화하고 있다. 청주 M15X는 최근 공사를 마치고 장비 반입을 시작했으며, 이르면 내년 초 HBM4 양산 라인을 가동할 계획이다. 2027년에는 용인 반도체 클러스터에서 신규 팹 4기 중 첫 번째 라인이 완공된다. 업계는 용인 팹 1기 규모가 기존 청주 M15X 팹 6개에 해당하는 수준이 될 것으로 보고 있다.

양 사의 공격적 투자 배경에는 급증하는 AI 시장이 있다. 글로벌데이터는 AI 반도체 시장 규모가 2024년 439억 달러에서 연 20%씩 성장, 2030년 1540억 달러에 이를 것으로 전망했다. 시장 조사 기관 옴디아도 전체 반도체 시장 규모가 2029년 1조 달러에 도달할 것으로 예측하며 메모리 중심의 수요 확대를 강조했다.

한편, 삼성전자와 SK하이닉스는 정부와 지자체의 용적률 상향 승인을 통해 신규 팹의 클린룸 규모도 대폭 늘렸다. 삼성전자는 P5를 기존 P4 대비 1.5배 확대한 3층 구조로 설계해 총 6개의 클린룸을 확보할 예정이다. SK하이닉스도 용인 클러스터 용적률이 기존 350%에서 490%로 확대되면서 생산 라인을 기존 대비 크게 늘릴 수 있게 됐다.

업계 관계자는 "AI 기술 전환 속도가 예상보다 빠르게 진행되면서 제조사들이 생산 인프라 확장을 서두르고 있다"며 "특히 고사양 HBM 중심의 공급 부족이 장기간 이어질 것으로 보여 추가 투자 역시 지속될 가능성이 크다"고 설명했다.

더퍼블릭 / 양원모 기자 ilchimwang@naver.com