삼성전자 실적 추이
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2023년 연간 기준으로 삼성전자의 매출과 영업이익을 보면 2022년과 비교했을 때 저조합니다. 하지만 2024년 매출과 영업이익 추정치를 보면 성장하는 추세를 볼 수 있어요. 이 추정치는 2024년 1분기 실적을 통해 그 가능성을 확인해주고 있습니다. 2023년 반도체 한파로 인해 영업이익은 굉장히 저조했지만 2023년 1분기부터는 영업이익이 조금씩 증가하는 걸 볼 수 있습니다. 특히 2024년 1분기에는 영업이익이 확 늘어났죠. 이러한 실적 수치 덕분에 삼성전자의 반도체 사업이 개선되고 있다는 걸 추정해볼 수 있습니다.
AI 열풍에 왜 반도체가 인기인가?
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반도체 시장이 주목을 받게 된건 AI 열풍으로 인한 영향이 큽니다. 오픈AI가 챗GPT를 세상에 선보인 2022년 12월 이후 전 세계에서는 AI를 다시 주목하기 시작했습니다. 테크기업들은 너도나도 AI 서비스를 출시했고 AI를 적용하기에 분주했죠.
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AI가 확산하면서 반도체 수요도 늘어나게 됐는데요, AI와 반도체는 어떤 관련성이 있는 걸까요?
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인간을 예로 들어보겠습니다. 어떠한 문제에 부딪혔을 때 유난히 빠르게 해결방법을 제시하는 사람을 본 적 있을 거에요. 이미 머릿속에 아는 것들이 많은 상황에서, 그 많은 지식들을 문제 상황에 맞게 잘 정리하고 필요한 부분을 조합할 수 있는 능력 덕분입니다.
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챗GPT와 같은 생성형 AI도 마찬가지입니다. 사람이 질문을 하거나 명령을 내렸을 때, 학습한 것들을 바탕으로 현재 질문과 명령에 맞는 답을 할 수 있도록 조합하고 연산을 해야 하죠.
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즉, 단순하게 보면, 방대한 양의 내용을 학습하고 기억하는 능력
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사람이 명령을 내린 내용에 적합한 답변이 무엇인지 조합하고 연산하는 능력이 필요합니다.
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이 능력들은 반도체를 통해 이뤄집니다. 반도체의 성능이 좋을 수록 더 많은 양의 데이터를 더 빠르게 처리하고 연산할 수 있는 것이죠.
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생성형 AI의 경우 사람이 언제 어떤 명령을 내릴지 알 수 없으니 최대한 많은 양의 데이터를 학습하기 위해서 점점 더 많은 반도체와 더 능력있는 반도체를 필요로 합니다.
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그래서 빠른 속도로 데이터를 처리할 수 있는 고성능 데이터가 필요하고 HBM이 이러한 역할을 하는 것입니다 .
HBM이 뭐에요?
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최근 SK하이닉스와 삼성전자의 주가가 오른 배경 뒤에는 'HBM'이 자리잡고 있어요.
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HBM(High Bandwidth Memory)은 컴퓨터의 메모리 반도체 중 하나로, 대역폭이 높은 메모리 칩을 말해요. 다른 메모리 반도체에 비해 데이터 처리 속도가 빠르며, 주로 인공지능(AI) 분야에서 사용돼요. 삼성전자와 SK하이닉스가 이 HBM 기술을 둘러싸고 1위 자리를 두고 치열한 경쟁을 벌이고 있죠.
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HBM이 기존 메모리 반도체와 다른 점이 뭐에요?
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반도체는 크게 연산과 데이터 저장으로 나눠집니다. 연산을 CPU, 저장을 메모리가 맡아요. 사람은 연산과 저장을 두뇌 안에서 한번에 할 수 있지만 반도체는 한번에 하지 못합니다. 그래서 연산을 하는 반도체와 저장을 하는 반도체 사이를 데이터가 왔다갔다 하면서 작업을 처리하는데, 데이터가 왔다갔다하는 통로를 '대역폭(Bandwidth)'이라고 합니다.
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AI 기술 발전으로 컴퓨터가 처리해야 하는 작업은 더욱 복잡해졌고 방대한 양의 데이터는 연산과 저장 공간을 수 없이 왔다갔다해야 하다보니 대역폭이 중요해졌고. 그래서 HBM이라는 반도체가 등장한 겁니다.
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기존 메모리인 GDDR은 대역폭을 늘리기 위해 기판 크기를 키우는 방식을 사용했습니다. 그러나 이 방식은 효율성이 떨어졌요.
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HBM은 적층 방식을 도입했어요. 메모리 트랜지스터를 쌓아서 기판에 부착하는 방식으로, 같은 면적에 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있게 되었습니다. 이렇게 되면 통로인 대역폭의 크기도 커지게 되죠.
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HBM은 SK하이닉스가 1등인가요, 삼성전자가 1등인가요?
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삼성전자와 SK하이닉스가 주요 선두주자이지만 조금더 지켜봐야 합니다. HBM의 경우 복잡한 기술을 활용하다보니 설계와 생산뿐 아니라 '후공정 기술'이 중요합니다.
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반도체는 웨이퍼를 제조하고 회로를 새기는 전공정 과정, 칩을 패키징하는 후공정 과정으로 나뉩니다. HBM의 경우 전공정뿐 아니라 후공정 기술도 중요합니다. 전공정은 이미 많은 발전으로 더 이상 차별화 기술을 선보이기엔 한계에 다다랐죠.
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삼성전자 입장에서는 후공정 기술력은 SK하이닉스보다 높다는 입장입니다. 삼성전자는 주문형 반도체를 생산하는 파운드리 사업도 영위하고 있다보니 안정적으로 생산을 할 수 있다는 입장이죠.
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SK하이닉스도 반도체를 생산할 수 있지만 HBM과 같이 고도의 기술력이 필요한 생산은 자체적으로 하기보다는 TSMC에 맡겨야 할 것입니다. SK하이닉스 입장에서는 TSMC가 삼성전자보다 파운드리 기술력이 더 높기 때문에 TSMC에서 생산하는게 더 안정적이라는 입장이죠.
(참고)반도체 기업 - 팹리스 - 파운드리 - IDM
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삼성전자의 실적과 사업 전망을 위해서는 반도체를 모르고 지나갈 수는 없습니다. 하지만 반도체는 용어도 어렵고 종류도 너무 많아서 헷갈리죠. 간단하게 정리해볼게요.
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우선 반도체 기업부터, 아주아주 간단하게 정리해봅니다. 반도체가 만들어지는 과정을 단순화하면, 반도체를 설계하고 이를 바탕으로 생산을 하는 겁니다.
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이 과정에 따라 반도체 기업은 크게 팹리스(설계), 파운드리(생산), IDM(설계&생산)으로 나눠서 볼 수 있습니다.
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팹리스 기업은 설계만하고 파운드리 기업에 생산을 맡기는 거죠. 그래서 팹리스와 파운드리는 떼레야 뗄 수 없는 관계입니다.
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반도체의 중요성이 높아지면서 직접 설계를 하는 기업들도 많아지는데요, 애플, 구글, 오픈AI 등이 반도체를 만든다는 소식을 들어보신 적 있을 겁니다. 이들 기업이 반도체를 설계하고 TSMC나 삼성전자 등에 생산을 맡기는 거죠. TSMC와 삼성전자 비교 기사를 많이 보셨을 겁니다. 바로 이 파운드리 부문에 대한 비교인 거죠.
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최근엔 인텔도 파운드리 사업을 복귀한다고 선언했었죠.
(참고)반도체 종류
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반도체 종류에 대해서 보겠습니다. 반도체는 크게 나눠서 보면 메모리 반도체와 비메모리 반도체가 있어요. 메모리 반도체는 데이터를 저장하는 반도체, 비메모리 반도체는 업무를 처리하는 반도체에요.
메모리 반도체
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메모리 반도체에서도 노트북이나 스마트폰 등 전원이 꺼져도 데이터가 지워지지 않는 반도체를 플래시메모리, 전원이 꺼지거나 일정 시간이 지나면 저장된 정보가 지워지는 D램이 있어요.
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삼성전자와 SK하이닉스 등 우리나라 반도체 기업들이 시장 우위를 점하고 있는 시장이 바로 메모리 반도체입니다.
비메모리 반도체
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비메모리 반도체는 메모리 반도체가 아닌 반도체들을 말하는데요, 스마트폰에서 ‘두뇌’ 역할을 하는 모바일AP, 노트북이나 데스크탑에서의 ‘두뇌’ 역할을 하는 CPU, 그리고 그래픽을 처리하는 GPU 등의 반도체가 있어요.
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이외에도 전기나 배터리 등으로 구동되는 모든 기기에는 반도체가 필요하죠.
(참고 기사)