"HBM 웨이퍼도 미국서?"···SK하이닉스, 전공정 팹 '마지막 퍼즐'

웨이퍼부터 패키징까지 공급망 완성 추진전공정 팹 투자 검토 본격화AI용 메모리 주도권 경쟁 심화

그래픽=박혜수 기자

SK하이닉스가 미국 인디애나주에 고대역폭메모리(HBM) 첨단 패키징 생산기지를 착공했다. 미국에서 HBM 후공정을 맡을 생산거점을 확보한 것이다. 다만 D램 웨이퍼는 한국 등 기존 생산기지에서 생산해 미국으로 가져오는 구조다. 미국 내에서 D램 생산부터 HBM 패키징까지 이어지는 공급망을 구축하려면 전공정 팹이 추가로 필요하다.

미국 정부와 주요 고객사의 반도체 생산 현지화 요구가 커지는 가운데 SK하이닉스가 미국에 D램 전공정 생산라인까지 구축할지가 새로운 변수로 떠올랐다. 대규모 투자비와 높은 운영비를 감안하면 미국 고객의 수요와 정부 지원이 실제 투자 여부를 가를 전망이다.

28일 업계에 따르면 SK하이닉스는 27일(현지시간) 미국 인디애나주 웨스트라피엣에서 약 38억7000만달러(약 5조3300억원)를 투입하는 첨단 패키징 생산기지 기공식을 열었다. 오는 2028년 10월 클린룸을 완공하고 2029년 하반기부터 차세대 HBM 양산에 들어갈 계획이다. 연간 생산능력은 수십만장 규모다.

인디애나 공장은 SK하이닉스가 미국에 처음 구축하는 생산기지다. 하지만 D램 전공정 생산라인은 포함하지 않는다. 한국 등 기존 생산시설에서 생산한 D램 웨이퍼를 인디애나로 운송해 적층·패키징·테스트를 거쳐 HBM으로 완성한다.

현재 구조에서는 HBM의 전공정과 후공정이 한국과 미국으로 나뉜다. 미국에 D램 전공정 팹을 추가하면 현지에서 웨이퍼를 생산하고 인디애나에서 HBM으로 패키징하는 생산체계를 구축할 수 있다. 미국 내에서 HBM 생산 과정의 범위를 넓히는 셈이다.

미국 정부는 메모리 생산의 현지화를 요구하고 있다. 하워드 러트닉 미국 상무부 장관은 지난달 마이크론의 뉴욕주 클레이 공장 행사에서 삼성전자와 SK하이닉스가 미국에 메모리 생산시설을 건설하기를 원한다는 취지로 발언했다.

미국이 메모리 생산 확대를 요구하는 것은 AI 반도체 공급망에서 D램과 HBM의 중요성이 커지고 있기 때문이다. AI 가속기에 HBM 탑재가 확대되면서 메모리는 미국의 반도체 공급망 현지화 정책에서 파운드리와 함께 중요한 축으로 부상하고 있다.

곽노정 SK하이닉스 최고경영자(CEO)가 미국 인디애나 인공지능(AI)용 어드밴스드 공장 기공식에 참석했다. 출처=유튜브 캡처

HBM의 특성도 현지화 필요성을 키우는 요인으로 꼽힌다. HBM은 GPU와 AI 가속기에 맞춰 성능을 최적화해야 하는 만큼 고객사와 메모리 업체 간 개발·검증 과정이 중요하다. 미국에 전공정과 후공정을 함께 구축하면 고객과 가까운 곳에서 제품 개발과 테스트를 진행할 수 있다는 장점이 있다.

SK하이닉스가 인디애나 공장에 연구개발 기능을 포함하는 것도 이런 흐름과 맞닿아 있다. SK하이닉스는 퍼듀대와 차세대 HBM 시스템 통합 및 첨단 패키징 기술 공동 연구를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다.

다만 미국 전공정 팹 건설은 후공정 공장과 투자 규모부터 다르다. D램 생산라인을 새로 구축하려면 대규모 자본이 필요하다. 전력과 용수, 전문 인력은 물론 소재·부품·장비 공급망도 확보해야 한다. 미국의 높은 인건비와 운영비도 부담이다.

SK하이닉스는 미국 전공정 팹 가능성을 공식적으로 확정하지 않았다. 최태원 SK그룹 회장은 앞서 미국 고객들이 현지 팹 건설을 원하고 있다며 미국을 포함한 여러 지역의 후보지를 살펴보고 있다고 밝혔다.

곽노정 SK하이닉스 사장도 인디애나 기공식 이후 물·전력·인재·보조금 등 필요한 조건이 갖춰진다면 어느 지역이든 투자할 수 있다는 취지로 말했다. "다음에는 미국 AI 산업에 좋은 소식을 전해줄 수 있기를 바란다"고도 했다.

현재 구체적인 투자 계획이나 부지가 정해진 것은 없다. 다만 경영진이 미국 내 추가 투자 가능성을 열어둔 만큼 시장에서는 인디애나 후공정 공장에 이은 전공정 투자 여부를 주목하고 있다.

투자 판단에서 가장 큰 변수는 경제성이다. SK하이닉스는 이미 한국에서 대규모 D램 생산능력을 운영하고 있다. 미국에 생산라인을 추가하면 고객 대응력은 높아질 수 있지만, 국내와 미국 생산시설의 가동률과 제품 배분을 함께 고려해야 한다.

미국 정부의 지원 규모와 고객사의 수요도 중요하다. 보조금과 세제 혜택이 초기 투자비를 얼마나 낮출 수 있는지, 엔비디아 등 주요 고객사가 미국산 메모리에 어느 정도의 수요를 확보해줄지가 투자 타당성을 판단하는 기준이 될 수 있다.

SK하이닉스 인디애나 공장 조감도 사진=SK하이닉스

경쟁사들의 미국 투자 확대도 SK하이닉스의 셈법을 복잡하게 만드는 요인이다. 메모리 경쟁사인 마이크론은 뉴욕주 클레이와 아이다호 등에 대규모 생산시설을 구축하며 미국 내 메모리 생산 기반을 확대하고 있다. 삼성전자와 TSMC 역시 각각 텍사스와 애리조나를 중심으로 첨단 반도체 생산거점을 늘리고 있다.

미국은 이 과정에서 단순히 생산공장을 유치하는 것을 넘어 설계부터 전공정, 후공정, R&D, 고객사를 연결하는 반도체 생태계 자체를 자국 안에 구축하려 하고 있다. SK하이닉스가 인디애나에 패키징 생산기지를 확보한 것도 이 같은 미국의 공급망 재편 흐름에 편입되는 과정으로 볼 수 있다.

전공정까지 미국에 확보하면 현지화 수준은 한 단계 더 높아진다. 특히 미국 고객이 '미국에서 생산된 메모리'를 요구하는 수준까지 현지화 압력이 높아질 경우 전공정 팹은 단순한 생산시설을 넘어 북미 AI 반도체 시장을 선점하기 위한 전략적 거점이 될 수 있다.

반대로 미국에서 전공정까지 모두 수행하는 것이 반드시 최선의 선택인 것은 아니다. 막대한 투자비와 생산비용을 감수하면서까지 현지화를 확대하려면 그에 상응하는 고객 수요가 뒷받침돼야 한다. 미국 정부의 지원이 초기 투자 부담을 얼마나 낮춰 줄 수 있는지도 관건이다.

업계 관계자는 "인디애나 공장이 미국 내 HBM 공급망 구축의 첫 단계라면 전공정 팹은 웨이퍼 생산부터 패키징·테스트, 고객사 공급까지 현지에서 연결하는 마지막 퍼즐이 될 수 있다"며 "미국 고객들의 현지화 요구가 커지는 만큼 전공정 투자 가능성을 완전히 배제하기는 어렵다"고 말했다.

이어 "다만 D램 전공정 팹은 막대한 투자비와 전력·용수·인력 등 인프라가 필요한 만큼 미국의 요구만으로 결정할 사안은 아니다"며 "결국 미국 고객의 확실한 수요와 정부 지원이 국내 생산기지를 유지하는 것보다 나은 경제성을 만들어낼 수 있느냐가 SK하이닉스의 최종 판단 기준이 될 것"이라고 말했다.