삼성·SK, 3D IC 신중…中 CXMT 니치 공략

AI 반도체 성능 경쟁의 축이 공정 미세화에서 칩을 수직으로 쌓아 올리는 첨단 적층 기술로 옮겨가고 있다. 로직과 메모리를 하나의 패키지에 통합하는 3D IC(3차원 집적회로)가 차세대 AI 반도체의 핵심 기술로 부상하면서다. 엔비디아가 주도하는 범용 AI 칩뿐 아니라 주문형 반도체(ASIC)와 추론 전용 칩 수요까지 늘어나자, 고객별 요구에 맞춰 메모리와 로직을 결합하려는 움직임이 빨라지고 있다. 반도체 업계에 따르면 글로벌 팹리스와 AI 칩 기업들이 최근 3D IC 도입을 적극 검토 중이며, 삼성전자 파운드리 사업부에도 관련 문의가 꾸준히 이어지는 것으로 전해졌다. 한 팹리스 업계 관계자는 "요즘 삼성 파운드리에 3D IC를 물어보면 사실상 모든 잠재 고객이 이 기술을 문의한다는 답을 듣는다"고 전했다. 다만 3D IC 시장은 기존 D램 산업과 사업 구조가 근본적으로 다르다는 지적이 나온다. 특히 D램 기반 3D IC는 고객 요구에 맞춘 일종의 커스텀 D램으로, 표준 제품을 대량 생산하는 전통적 메모리 사업과 성격이 다르다. 고객마다 필요한 메모리 구성과 적층 방식이 달라, 표준품 양산을 핵심 사업 모델로 삼는 삼성전자와 SK하이닉스에는 개별 고객 전용 커스텀 D램 생산이 수익성 측면에서 부담이 될 수 있다는 것이다. 이에 업계는 두 회사가 3D IC에 대한 예비 연구는 이어가되 본격 상용화에는 신중한 태도를 유지할 것으로 본다. 연구개발이나 신사업 검토는 가능하지만 사업부 전체를 동원할 만큼 확대되기는 어렵다는 시각이 우세하다. 오히려 대규모 양산이 아닌 틈새시장을 겨냥한 후발주자가 3D IC 시장에 먼저 뛰어들 수 있다는 전망이 나온다. 대표적 사례가 중국 창신메모리(CXMT)다. 미국의 대중 반도체 규제로 HBM 시장 진입이 막힌 CXMT는 차세대 AI 메모리 기술의 하나로 3D IC 역량 확보에 나선 것으로 전해졌다.