[딜사이트 이세연 기자] 삼성전자가 HBM4 12단의 올해 수율 목표치를 대폭 상향 조정했다. HBM4용 10나노급 6세대(1c) D램의 수율 개선 작업이 진전을 보인 데 따른 조치로 풀이된다. 업계에서는 해당 목표치가 현실적인 수준이라는 평가가 나오는 만큼, 수익성 증대 효과로 작용할 전망이다.

반도체 업계 한 관계자는 "삼성전자가 HBM4용 1c D램의 수율을 연말 기준 85%로 끌어올리는 것을 목표로 잡았다. 원래 목표치는 60%였다"고 말했다. 최근 수율이 이미 콜드테스트 기준 60%에 도달한 만큼 목표치를 재설정한 것으로 분석된다.

통상 이 단계에서 70~80%의 수율을 확보해야 안정적인 생산이 가능하고 수익성도 확보할 수 있다. 삼성전자의 HBM4는 양산 단계에서 50% 수준의 수율을 충족해야 손익분기점(BEP)에 도달할 수 있는 것으로 전해진다. 물론 현재 HBM4 양산 초기 단계인 만큼 본격적인 램프업(생산량 확대) 과정까지 지켜봐야 한다는 평가다.

삼성전자는 경쟁사인 SK하이닉스·마이크론보다 선단 공정을 사용하면서 초기 수율 확보에 어려움을 겪어왔다. 지난해 9월만 해도 연구개발(R&D) 팹에서 소량의 웨이퍼로 진행한 샘플 테스트 기준 수율이 30%대에 머물렀다.

이 때문에 양산 체계 구축도 속도를 내지 못했고, 엔비디아 역시 수율이 지나치게 낮을 경우 품질에 대한 우려가 커질 수 있는 만큼 상황을 지켜보는 분위기였다. 당시 삼성전자는 전작인 HBM3E 12단의 양산 수율도 70%에 그쳐, HBM 주요 제품에서 '80%'라는 숫자를 찾아보기 힘들다는 지적도 나왔다.

하지만 이후 수율 개선을 위한 공정 개선 사항이 하나씩 반영되면서 지난해 11월 50%(R&D 샘플 기준)까지 올라왔다. 공정 후반부로 갈수록 수율이 낮아지는 특성을 고려하면, 최근 양산 초기 단계에서 60% 수준에 도달한 것은 개선 작업이 상당한 진전을 이뤘다는 평가다.

업계에서는 연말 85%라는 목표치도 현실성 있다는 분석이 나온다. 앞선 관계자는 "수율 개선 포인트를 하나만 제대로 적용해도 크게는 한자릿수 후반%p씩 뛰는 경우가 있다"고 말했다. 이는 삼성전자의 수익성에도 긍정적으로 작용한다. D램 기준으로 수율이 1%p 개선될 때마다 로트(lot, 웨이퍼 25장을 이르는 단위)당 수천만원 규모의 추가 이익이 발생하는 것으로 전해진다.

한편 삼성전자는 HBM 최대 수요처인 엔비디아의 HBM4 공급망에서 약 30% 비중을 차지할 것으로 전망된다. 공급망 진입 속도 자체는 삼성전자가 가장 빠르지만, SK하이닉스가 이미 지난해 60% 수준의 물량을 공급하는 계약을 체결했기 때문이다. 따라서 SK하이닉스가 퀄테스트를 최종 통과하면 공급 구도에 큰 변화는 없을 것이라는 관측이다.

다만 현재로서는 삼성전자가 양산 초기 단계임에도 불구하고 엔비디아에 공급하고 있는 물량이 적지 않다는 이야기도 나온다. 반도체 업계 다른 관계자는 "현재 경쟁사들이 공급하지 못하고 있는 물량 일부를 삼성전자가 메우고 있다"며 "동작 속도가 높은 상위 사양 제품 공급에도 유리할 수 있다"고 말했다.