삼성 기흥 R&D팹이 엔비디아용 2나노 공장으로 바뀔까?

삼성전자가 기흥에 짓고 있는 NRD-K 2라인을 파운드리에 활용할 수 있다는 소식이 나와서 정리해 봅니다. 아직 설비 구매주문 전이라 확정과 변수 사이를 구분해서 볼 필요가 있습니다.

기흥 NRD-K 연구단지와 투자 확대

1. 삼성전자는 미래 반도체 기술을 선점하기 위해 기흥에 NRD-K라는 최첨단 복합 연구개발단지를 조성하고 있음.

2. 2024년 11월 발표 당시 NRD-K는 10만9,000㎡인 3만3,000여 평 규모로 소개됨.

3. 삼성전자는 2030년까지 약 20조원을 투입해 NRD-K에 총 3개 라인을 만들 계획임.

4. 이곳은 메모리와 시스템반도체, 파운드리의 연구부터 제품 개발까지 한곳에서 처리하는 반도체 종합운동장 같은 곳임.

5. 고해상도 EUV 노광설비와 신물질 증착 설비, 웨이퍼 본딩 인프라도 들어갈 예정임.

6. EUV 노광설비는 빛으로 웨이퍼에 아주 미세한 반도체 회로를 그려 넣는 장비임.

7. 당시 삼성전자는 2024년 3분기 연구개발에 분기 기준 역대 최대인 8조8,700억원을 투입함.

8. 첫 라인은 2024년 말 준공됨.

9. 삼성전자는 2025년 한 해 연구개발에 37조7,000억원을 투입해 2024년보다 약 7.8% 늘림.

10. 2025년 반도체와 디스플레이 등 시설투자에는 기존 계획보다 5조원 이상 늘어난 52조7,000억원을 집행함.

AI발 HBM 수요와 생산 확대

11. 2025년 10월 당시 삼성전자는 엔비디아에 HBM3E 출하를 시작한 뒤 2026년 HBM4 생산분을 이미 모두 판매한 것으로 보도됨.

12. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 AI 반도체가 대량의 데이터를 빠르게 주고받게 만드는 고대역폭 메모리임.

13. 당시 삼성전자는 고객 수요가 공급을 넘어 추가 증설까지 검토하고 있다고 밝힘.

14. 같은 시기 메모리 사업은 3개월 동안 26조7,000억원의 역대 최대 분기 매출을 기록함.

15. AI가 공장을 재촉한 셈임.

16. 2026년 1월에는 삼성전자의 HBM 생산능력이 전년보다 50% 확대될 가능성이 제기됨.

17. 월간 HBM 웨이퍼 생산량도 17만장에서 2026년 말 25만장으로 47% 넘게 증가할 것으로 예상됨.

18. KB증권 김동원 애널리스트는 2026년 HBM 비트 출하량이 전년의 3배인 112억기가비트가 될 것으로 전망함.

19. 같은 전망에서 삼성전자의 HBM 시장점유율은 2025년 추정 16%에서 2026년 35%로 상승할 것으로 예상됨.

20. 2026년 1분기 삼성전자와 SK하이닉스는 세계 HBM 매출의 79%를 차지함.

21. 수요가 한곳에 몰림.

2라인의 파운드리 전환과 2나노

22. 삼성전자는 2026년부터 옛 종합기술원 건물을 철거한 자리에 NRD-K 2라인을 짓기 위한 기초공사를 진행 중임.

23. 2026년 7월까지만 해도 이 라인을 D램 공정 일부를 대신 처리하는 센드팹으로 쓰는 방안이 검토됨.

24. 센드팹은 다른 양산라인에서 웨이퍼를 넘겨받아 특정 공정만 대신 처리하는 반도체 공장의 보조주방 같은 시설임.

25. 8월에 방향이 바뀜.

26. 2026년 8월 14일 기준 삼성전자는 NRD-K 2라인을 기존 연구개발 용도에서 파운드리용 센드팹으로 활용하는 방안을 추진 중인 것으로 보도됨.

27. 파운드리는 고객이 설계한 반도체를 주문받아 대신 생산하는 사업임.

28. 새 라인의 주력 후보는 엔비디아에 공급할 HBM용 2나노 베이스 다이로 알려짐.

29. 베이스 다이는 수직으로 쌓은 여러 D램 아래에 깔려 HBM과 GPU 사이의 데이터 이동을 돕는 바닥판 같은 반도체임.

30. 삼성전자는 향후 상용화될 맞춤형 HBM과 HBM5에 2나노 공정을 적용해 성능 우위를 확보할 계획임.

HBM5 성능을 좌우할 베이스 다이

31. HBM5 베이스 다이에는 전류가 흐르는 통로를 입체적으로 감싸는 GAA 방식의 삼성 2나노 공정이 사용될 전망임.

32. 트렌드포스는 HBM5가 HBM4E보다 50% 이상 빠른 동작 속도를 요구할 것으로 예상함.

33. 더 빠른 HBM을 만들려면 메모리만 쌓는 것으로 끝나지 않고 맨 아래에서 교통정리를 하는 베이스 다이의 성능도 함께 높아져야 함.

34. 삼성전자가 미리 파운드리 생산능력을 확보하려는 배경에는 엔비디아 등 핵심 고객이 이끄는 HBM 공급 확대 전망이 있음.

35. 글로벌 빅테크의 공격적인 AI 인프라 투자가 이어지면서 HBM 수요도 계속 확대될 것으로 관측됨.

36. 삼성전자는 로직과 메모리, 파운드리, 패키징을 함께 제공할 수 있어 HBM과 베이스 다이를 묶은 원스톱 대응이 가능한 구조임.

2028년 개소 계획과 남은 변수

37. NRD-K 2라인의 개소 목표는 2028년 하반기임.

38. 내부적으로는 파운드리 활용이 확정에 가까운 수준이라는 관계자 설명이 나왔지만 실제 설비 구매주문까지는 시간이 더 필요한 상태임.

39. 아직 도장은 안 찍힘.

40. 개소까지 약 2년이 남아 있어 반도체 시황에 따라 구체적인 투자 방향과 규모가 수정될 수 있음.

41. 7월까지 검토했던 D램 센드팹 계획이 8월 파운드리 활용으로 바뀐 전례도 있어 최종 용도를 단정하기는 이름.

한줄 코멘트. NRD-K 2라인의 방향 전환은 삼성전자가 엔비디아와 차세대 HBM 수요를 예상해 2나노 베이스 다이 생산자리를 미리 잡으려는 움직임으로 보임. 연구개발단지를 양산 보조기지로 활용할 만큼 AI 반도체 수요가 강하다는 점은 삼성 파운드리에도 나쁘지 않은 소식임. 다만 2028년 하반기 개소까지 시간이 남았고 설비 구매주문도 나오지 않아, 투자자는 계획 발표보다 실제 장비 발주와 고객 물량 확정을 지켜볼 필요가 있음.