들어가며
2025년 현재, 반도체 산업은 인공지능(AI), 클라우드 컴퓨팅, 자율주행, 고성능 컴퓨팅(HPC)의 폭발적인 성장과 함께 새로운 전환점을 맞이하고 있습니다. 특히 삼성전자와 AMD의 협업, SK하이닉스와 엔비디아의 기술 동맹은 AI 중심의 반도체 전쟁에서 가장 주목받는 전략적 조합으로 꼽힙니다. 이 글에서는 이 두 연합체의 기술력, 협력관계, 시장 전략을 깊이 있게 비교 분석하고, 향후 반도체 시장의 판도를 전망해봅니다.
1. 전 세계 반도체 산업의 재편 흐름
AI 중심 구조로의 전환
기존에는 스마트폰과 PC 중심의 수요가 반도체 시장을 견인했지만, 2023년 이후부터는 생성형 AI와 대규모 언어 모델(LLM), 클라우드 기반 데이터센터에 들어가는 반도체가 폭발적으로 증가하고 있습니다.
- AI 서버 1대당 GPU 수요: 8~10개 이상
- HBM 메모리 필요량: 기존 DRAM 대비 3~4배 증가
이러한 수요는 GPU, HBM, SoC, 파운드리 등의 모든 분야에서 새로운 경쟁 구도를 만들고 있습니다.
2. 삼성전자 x AMD: CPU-GPU 통합의 미래
엑시노스의 부활을 위한 협업
삼성전자는 자사의 엑시노스 칩에 AMD의 RDNA 아키텍처 GPU를 채택함으로써, 스마트폰 시장에서 애플 및 퀄컴과의 기술 격차를 좁히려 하고 있습니다.
- RDNA 3 기반 GPU 탑재: 2024년 Exynos 2400부터 적용
- AI 연산 능력 향상: NPU + GPU 협업으로 엣지 AI 처리 강화
이 협업은 단순한 IP 사용이 아니라 하드웨어 공동 설계 수준의 협력으로 발전 중입니다.
파운드리 전략에서의 시너지
AMD는 CPU 및 GPU 생산에 있어 TSMC 의존도가 90% 이상이었으나, 최근 일부 GPU 및 AI용 칩의 생산을 삼성전자의 4nm/3nm 공정으로 다변화하는 움직임을 보이고 있습니다.
전망 포인트: 파운드리 고객으로서 AMD가 삼성의 첨단 공정을 채택할 경우, TSMC와의 경쟁 구도에 중대한 변수가 될 수 있음.
3. SK하이닉스 x 엔비디아: HBM3E의 초격차
AI 생태계의 ‘심장’ HBM
엔비디아의 AI GPU 라인업(H100, B100, GH200 등)은 모두 HBM3/3E 메모리를 장착하고 있으며, 그 핵심 공급사는 SK하이닉스입니다.
- 2024년 세계 최초 HBM3E 양산
- TSV 및 2.5D 패키징 기술 독점적 기술력 확보
- AI 메모리 시장 점유율 약 50% 이상
엔비디아는 HBM 기술력이 AI 성능에 직접적인 영향을 미친다는 점에서, SK하이닉스를 전략적 파트너로 적극 활용하고 있습니다.
수직계열화된 협업 구조
SK하이닉스는 단순 메모리 공급을 넘어서 실리콘 인터포저, 고대역폭 메모리 인터페이스, 열 방출 설계까지 모두 자체적으로 개발하고 있으며, 이는 엔비디아가 타 공급사보다 SK하이닉스를 선호하는 결정적인 이유입니다.
핵심 인사이트: AI GPU 생태계에서 HBM 기술은 ‘연산’보다 중요한 ‘속도’와 ‘냉각’ 문제를 해결하는 핵심.
4. 기술력 및 전략 비교
| 협업 범위 | GPU IP, SoC, 파운드리 | HBM 메모리, 패키징 |
| 핵심 기술 | RDNA GPU, 3nm 공정 | HBM3E, TSV, 2.5D |
| 시장 포지션 | 모바일+엣지 AI 강화 | 클라우드 AI 시장 장악 |
| 전략 방향 | CPU+GPU 통합 플랫폼 | GPU+HBM 통합 성능 극대화 |
| 공급망 리스크 | 파운드리 경쟁 심화 | HBM 수요 초과 우려 |
5. 시장 반응 및 최근 이슈 (2025년 6월 기준)
- 삼성전자: AMD의 일부 MI300 시리즈가 삼성 파운드리에서 시범 생산 진행 중.
- SK하이닉스: 엔비디아 B100용 HBM3E 2.5D 패키지 수율 80% 돌파, 양산 확대 준비.
- 엔비디아: ARM 기반 CPU + GPU + HBM 통합 칩 개발 발표.
- AMD: MI400 시리즈를 통해 LLM 연산 성능 엔비디아 대비 85~90% 수준까지 추격.
6. 향후 산업 구도 예측
AI 중심 분업 구조 강화
- 삼성전자·AMD는 모바일, 엣지, PC에서의 경량 AI 플랫폼에 집중할 가능성이 높음.
- SK하이닉스·엔비디아는 클라우드와 데이터센터 중심의 고성능 AI 연산 시장에 집중.
TSMC의 변수
- TSMC가 여전히 AMD, 엔비디아 모두의 주요 파운드리이기 때문에, 삼성과의 파운드리 경쟁력 강화가 향후 협업의 지속성을 좌우할 변수로 떠오름.
7. 결론: 협업과 경쟁의 경계선
2025년의 반도체 산업은 경쟁보다 전략적 파트너십을 통한 분업화가 두드러지는 구조로 바뀌고 있습니다.
- 삼성전자-AMD: 기술 융합 기반 플랫폼 주도
- SK하이닉스-엔비디아: 성능 극대화 중심 고성능 AI칩
이들 기업의 협업은 단기적인 수익성만이 아닌, 향후 10년간의 산업 지형 자체를 결정짓는 기술 기반 동맹이라는 점에서 투자자, 산업 종사자 모두에게 중요한 시사점을 줍니다.
출처
- 삼성전자 2025년 1분기 IR 자료
- AMD 공식 보도자료 및 Financial Analyst Day 발표
- SK하이닉스 기술백서 및 투자자 설명회
- 엔비디아 GTC 2024 컨퍼런스 발표 내용
- Bloomberg, TrendForce, IC Insights 반도체 시장 분석 리포트
※ 본 글은 일반적인 투자 정보를 제공하기 위한 목적이며, 특정 금융상품의 매수 또는 매도를 권유하는 것이 아닙니다. 본문에 포함된 데이터와 의견은 신뢰할 만한 자료를 바탕으로 작성되었으나, 그 정확성과 완전성을 보장하지 않습니다. 투자 판단에 대한 최종 책임은 투자자 본인에게 있으며, 본 블로그 운영자는 이 정보를 기반으로 한 투자 결과에 대해 일체의 책임을 지지 않습니다. 투자 전 반드시 자신의 재무 상황과 투자 성향에 맞는 전문가의 조언을 받으시기 바랍니다.
