[반도체 392조 충청권 투자] 평택서 만들고 온양서 쌓는다…삼성, AI 반도체 생산지도 확장

기흥서 차세대 공정 개발하고 화성·평택서 양산…용인 이어 광주에 팹 2기 계획

천안의 적층 설비에 온양 5라인 더해…수도권·호남 사이에 HBM 후공정 벨트

이재용 삼성전자 회장이 12일 충남 아산 삼성전자 온양캠퍼스 건설 현장에서 열린 충청권 메가프로젝트 착공식을 기념한 환영사를 하고 있다. [사진=연합뉴스]

삼성전자가 12일 충남 아산 온양캠퍼스에서 고대역폭메모리(HBM) 패키징 공장인 5라인 착공식을 열고, 북쪽 평택의 HBM용 D램 증산과 남쪽 광주의 신규 팹 사이를 잇는 후공정 거점 구축에 나섰다. 삼성전자는 천안의 HBM 적층 설비에 온양의 조립·검사 기반을 더해 충청이 칩을 최종 완성하는 역할을 맡게 한다는 계획이다. 수도권에서 호남으로 뻗는 반도체 벨트의 가운데에 후공정 기지를 세우는 것이다.

12일 정치권과 업계에 따르면 삼성이 온양을 택한 배경에는 이곳이 1991년부터 반도체를 조립·검사해온 사업장이라는 점이 있다. 인근 천안에는 이미 HBM과 웨이퍼레벨패키징(WLP) 생산시설이 있어, 웨이퍼 가공을 끝낸 칩을 출하 가능한 제품으로 만드는 기술과 인력이 두 곳에 모여 있다는 설명이다.

이런 분업의 대표 사례로는 HBM4가 꼽힌다. 삼성의 HBM4에는 데이터를 저장하는 10나노급 6세대(1c) D램과 신호 전달을 제어하는 4나노 로직 베이스다이가 함께 들어간다. 메모리와 파운드리 공정에서 각각 만든 칩이 하나의 제품이 되는 곳이 패키징 라인이다. 업계에서는 평택에서 D램 생산량이 늘어도 칩을 쌓고 연결해 검사할 설비가 그 물량을 소화해야 고객에게 공급할 HBM이 늘어난다고 본다. 수도권의 전공정 투자와 충청권의 후공정 투자가 짝을 이루는 이유다.

수도권 본진도 공장마다 역할이 나뉜다. 기흥에서는 차세대 공정을 개발해 양산에 앞서 검증하며, 삼성은 이곳 복합 연구개발단지에 2030년까지 20조원을 투자할 계획이다. 화성에는 D램 생산라인과 극자외선(EUV) 노광 기술을 적용한 파운드리가 있고, 평택은 메모리와 첨단 파운드리의 대량생산을 맡는다. 특히 평택 4라인에서는 HBM4에 들어가는 1c D램 생산능력을 확충하고 있다.

평택과 온양의 증설 시간표도 맞물린다. 삼성전자가 평택 2단지 5라인을 HBM 생산의 핵심 거점으로 본격 가동하겠다고 밝힌 시점은 2028년이다. 이날 착공한 온양 5라인은 가동 목표를 당초보다 약 1년 앞당긴 2028년 6월로 잡았다. 삼성은 온양 투자액 46조원이 이번 공장 한 동의 건설비가 아니라 캠퍼스에 HBM 생산라인 5개를 갖추는 데 쓸 중장기 투자액이며, 이 가운데 40조원이 장비에 들어간다고 설명했다.

수도권 전공정의 다음 확장지는 용인시 처인구다. 삼성전자는 기흥의 기존 캠퍼스와 별도로 첨단시스템반도체 국가산업단지에 팹 6기를 단계적으로 짓기로 했고, 첫 생산라인 가동 목표는 2029년 10월이다. 호남 투자는 그 이후까지 내다본 결정이라는 설명이다. 삼성전자는 지난 6월 광주에 400조원을 투자해 신규 팹 2기를 건설하겠다고 밝혔다. 당시 전 부회장은 평택 공장이 마무리 단계에 있고 용인 국가산단 투자 일정도 빨라지고 있어 새 단지를 준비할 시점이 앞당겨졌다고 설명했다.

광주에 들어설 팹은 웨이퍼 위에 회로를 만드는 전공정 생산시설이다. 삼성의 계획대로라면 칩을 생산할 공간은 경기 남부에서 호남으로 넓어진다. 그 사이 충청에서는 기존 사업장을 활용해 첨단 후공정의 규모와 기능을 함께 키운다. 천안은 HBM 대응 설비를 증설·현대화하고 온양은 범용 반도체 조립·검사에서 고성능 메모리 적층으로 무게중심을 옮긴다. 업계에서는 충청의 의미가 양쪽의 중간에 있다는 지리적 위치보다 이곳에서 완성하는 제품이 달라진다는 데 있다고 본다.

이재용 삼성전자 회장은 이날 착공식에서 "삼성전자가 더 큰 책임감을 갖고 대체 불가한 대한민국의 성공 신화를 위해, 이곳 충청은 물론 호남권과 영남권 메가프로젝트를 적극 추진하겠다"고 강조했다.