삼성전자가 인공지능(AI) 반도체 시장의 '큰손' 엔비디아와 차세대 고대역폭메모리인 HBM4(6세대 HBM) 공급 계약 체결을 눈앞에 두고 있다. 

특히 삼성전자는 이번 협상에서 경쟁자인 SK하이닉스와 동등한 수준의 가격을 요구하며, 수익성과 자존심 회복이라는 두 마리 토끼를 동시에 쫓고 있다. 2026년 2분기 조기 공급을 목표로 생산 능력을 대폭 확충하고 조직을 재정비하는 등 AI 메모리 시장의 주도권을 되찾기 위한 삼성의 반격이 본격화되는 양상이다.

SK하이닉스와 동등한 '550달러' 가격 책정…"기술 자신감"

지난달 28일(현지 시간) 대만 디지타임스 아시아 등 외신 보도에 따르면, 삼성전자는 현재 엔비디아와 2026년형 HBM4 공급 가격을 놓고 막판 협상을 진행 중이다. 업계에 정통한 소식통들은 삼성전자가 SK하이닉스가 최근 엔비디아와 합의한 것과 동일한 '스택당 500달러 중반(약 76만 원)' 수준의 가격을 확보하기 위해 총력을 기울이고 있다고 전했다. 최종 결정은 2025년 연말 이전에 내려질 전망이다.

HBM4의 예상 가격인 500달러 중반대는 기존 주력 제품인 12단 HBM3E의 가격(300달러 중반)보다 50% 이상 높은 수준이다. 이러한 가격 상승은 제조 원가 증가에 기인한다. HBM4부터는 베이스 다이(Base Die) 제조에 파운드리 공정이 도입되는데, 대만 TSMC 공정을 활용함에 따라 약 30%의 비용 상승 요인이 발생하기 때문이다.

주목할 점은 삼성전자의 가격 전략 변화다. 그동안 삼성전자는 HBM3E 시장에서 SK하이닉스에 크게 뒤처진 점유율을 만회하기 위해 경쟁사 대비 낮은 가격을 제시하는 전략을 취해왔다. 그러나 HBM4에서는 "더 이상의 할인은 없다"는 강경한 입장을 고수하고 있다. 

소식통들은 삼성전자가 자사의 HBM4 아키텍처가 속도와 전력 효율 측면에서 경쟁 우위를 점하고 있다고 판단, 굳이 경쟁사보다 낮은 가격에 공급할 이유가 없다는 자신감을 내비치고 있다고 분석했다. 시장 전문가들 역시 삼성전자와 SK하이닉스가 결국 비슷한 가격대에서 엔비디아와 계약을 체결할 것으로 관측하고 있다.

엔비디아의 '공급망 이원화' 필요성…삼성엔 기회

삼성전자가 협상 테이블에서 목소리를 높일 수 있는 배경에는 엔비디아의 시급한 공급망 다변화 니즈가 깔려 있다. 현지 보도에 따르면 엔비디아는 SK하이닉스와 2026년 공급 물량을 확정한 지 불과 일주일 만에 삼성전자를 협상장으로 불러들였다. 차세대 AI 플랫폼 출시를 앞두고 HBM4 수요가 폭발적으로 증가함에 따라, 특정 업체에만 의존하는 리스크를 줄이고 안정적인 물량을 확보하기 위해 '듀얼 벤더(Dual Vendor)' 체제가 필수적이기 때문이다.

삼성전자는 이러한 기회를 틈타 공급 시기를 당초 계획보다 앞당기는 승부수를 띄웠다. 당초 2026년 하반기로 예상됐던 HBM4 출하 시점을 2026년 2분기로 앞당긴다는 목표다. 엔비디아의 수요 증가 속도가 예상보다 빠른 점이 조기 공급의 명분이 됐다.

만약 삼성이 내년 2분기 공급에 성공한다면, SK하이닉스와의 격차는 기존 6개월에서 1분기(3개월) 수준으로 대폭 좁혀지게 된다. 이는 SK하이닉스가 누려왔던 '엔비디아 독점 공급' 체제를 무너뜨리는 결정적인 계기가 될 수 있다.

수율 50% 돌파가 관건…1c D램 생산능력 대폭 확대

삼성전자의 조기 공급 목표 달성 여부는 결국 '수율(Yield)' 개선에 달려 있다. 디지타임스에 따르면, 현재 삼성전자의 1c(10나노급 6세대) D램 기반 HBM4 수율은 약 50% 수준인 것으로 알려졌다.

삼성의 HBM4는 메모리 다이에 1c D램을 적용하고, 베이스 다이에는 삼성 파운드리의 4나노 로직 공정을 활용하는 구조다. 이는 성능 면에서 이점이 있지만, 발열 제어(Thermal Management)라는 기술적 난제를 동반한다. 수율을 얼마나 빠르게 안정화하느냐가 2026년 2분기 공급의 성패를 가를 핵심 변수다.

이에 삼성전자는 HBM4 양산을 위해 1c D램 생산 능력을 공격적으로 확장하고 있다. 회사는 2026년 말까지 HBM4용 1c D램 생산에 월 15만 장(웨이퍼 기준)을 할당할 계획이다. 이는 현재 월 2만 장 수준인 1c D램 생산량을 7배 이상 늘리는 대규모 증설이다. 이를 위해 약 8만 장 규모의 신규 설비를 추가하고, 기존 구형 D램 라인 일부를 전환 배치할 방침이다. 이러한 물량 공세는 엔비디아의 수요를 충족시키는 동시에, 최선단 공정의 경제성을 확보하여 수익성을 극대화하려는 전략으로 풀이된다.

조직 대수술 단행…'원팀'으로 기술 리더십 탈환 시동

기술 및 생산 준비와 더불어 조직 개편도 단행됐다. 삼성전자는 흩어져 있던 HBM 개발 역량을 결집하기 위해 D램 설계 사업부 산하에 HBM 개발팀을 통합 배치했다. 고부가가치 D램 및 HBM 분야의 리더로 꼽히는 황상준 부사장이 이 개편된 조직을 총괄한다.

이는 그동안 HBM3와 HBM3E 시장에서 SK하이닉스에 주도권을 내준 원인이 조직 분산에 따른 효율성 저하에 있었다는 반성에서 비롯된 조치다. 삼성전자는 엔지니어링 자원을 한곳에 집중시킴으로써 HBM4 및 향후 HBM4E 개발 속도를 높이고 기술 리더십을 되찾겠다는 각오다.

현재 삼성전자는 지난 9월 엔비디아에 HBM4 엔지니어링 샘플(ES)을 전달했으며, 이달 중 테스트 결과가 나올 것으로 예상된다. ES 테스트를 통과하면 즉시 고객용 샘플(CS) 공급 단계로 넘어가며, 최종 품질 인증(Qualification) 완료 목표 시점은 2026년 초다. 

업계 관계자들은 "품질 인증 통과가 여전히 중요한 변수지만, 엔비디아의 로드맵 가속화와 공급 부족 상황을 고려할 때 인증 완료 즉시 생산 및 공급으로 이어질 가능성이 매우 높다"고 전망했다.