분리막 사업 매각 작업 돌입한 도레이, SKIET도 매각 나선다
전기차 캐즘에 영업손실 커지는 업계, 배터리 회사 실적도 '악화 일로'
분리막 문제로 대규모 리콜 등 홍역 겪은 LG, 분리막 사업 이어갈 듯

일본 화학 기업 도레이그룹이 2차전지 분리막 사업 매각을 추진한다. 전기차 캐즘(일시적 수요 정체)이 지속된 탓에 향후 사업 전망이 불투명해진 글로벌 분리막 시장에서 완전히 발을 빼겠단 취지다. 현재 도레이는 2022년 LG화학과 설립한 헝가리 합작법인(JV) 지분을 LG 측에 넘기는 방안을 논의 중인 것으로 알려졌다. 글로벌 점유율 4위를 기록하던 SKIET에 이어 도레이까지 매각을 시사하고 나서자 시장에선 글로벌 전기차 밸류체인에서 구조조정이 본격화하고 있다는 해석이 나온다.

일본 도레이그룹, 분리막 사업 매각 본격화

7일 투자은행(IB)업계에 따르면 최근 일본 도레이그룹은 분리막 사업 매각 작업에 돌입했다. 이번 매각 대상엔 도레이가 한국에 갖고 있는 구미 분리막 공장과 2022년 LG화학과 JV로 설립한 헝가리 분리막 공장도 포함됐다. 시장에선 매각 측에 기대하는 총가치를 1조원 안팎으로 보고 있다. 이와 관련해 업계 관계자는 "LG화학은 이르면 연말까지 도레이로부터 헝가리 합작법인 지분 20%를 추가로 확보하며 경영권을 가져온다는 계획"이라며 "추후 나머지 30%도 LG화학이 인수할 가능성이 크다"고 설명했다. 사실상 LG가 사업권을 회수하게 되는 셈이다.

도레이가 분리막 사업 매각을 타진하고 나선 건 향후 사업 전망이 불투명해졌기 때문이다. 실제 최근 전기차 캐즘이 이어지면서 분리막 등 배터리 소재사들의 어려움이 커지고 있다. SK 계열 분리막 회사 SKIET는 1분기 연결기준으로 매출 461억원에 영업손실 674억원을 기록했다. 매출은 작년 1분기 대비 1,000억원 가까이 감소했고 영업이익은 적자전환한 것이다. 더블유씨피는 1분기 영업이익이 1년 새 160억원에서 6억원으로 쪼그라들었다. 이에 대해 더블유씨피 관계자는 "2023년부터 글로벌 전기차 시장이 캐즘 구간에 진입해 수요 둔화 우려가 높아지고 있다"고 전했다.

분리막을 공급받는 배터리 회사 실적도 악화 일로를 걷고 있다. 글로벌 고금리 기조가 장기화한 데다 실물경기까지 부진에 빠지면서 전기차 수요가 급감한 탓이다. LG에너지솔루션은 미국에서 받는 첨단제조생산세액공제(AMPC) 1,889억원을 제외하면 1분기에 사실상 316억원 규모 영업손실을 냈다. SK온은 1분기 영업손실 3,315억원을 기록했고, 같은 기간 삼성SDI 영업이익은 전년 대비 28.8% 감소했다.

여기에 꿈의 배터리로 불리는 전고체 배터리가 이르면 2027년(삼성SDI 계획 기준) 상용화될 것으로 전망되면서 분리막 소재사의 악재가 더해졌다. 분리막은 리튬이온 배터리에서 양극재와 음극재가 직접 닿아 화재가 발생하는 걸 차단하기 위한 안전핀 역할을 하는 부품이다. 그런데 전고체 배터리는 리튬이온을 이동할 수 있게 돕는 전해질을 액체 대신 고체로 대체해 분리막이 필요 없다. 전고체 배터리가 상용화해도 다소 높은 가격대를 형성할 것으로 보이는 만큼 리튬이온 배터리의 입지가 완전히 사라지진 않겠지만, 관련 업체의 잠재 성장률 하락은 피하기 어려울 것으로 전문가들은 보고 있다.

수직계열화 이룬 LG, 분리막 끌고 나갈 듯

다만 LG는 분리막 사업을 계속 끌고 나갈 것으로 보인다. 앞서 분리막 문제로 인해 대규모 배터리 리콜 사태 등 홍역을 앓은 바 있기 때문이다. LG화학은 지난 2015년 충북 청주시 오창공장 내 분리막 관련 제조 설비를 도레이에 매각하면서 분리막 사업에서 한 차례 손을 뗐다. 직접 생산하는 것보다 구매해서 쓰는 게 경제적이란 판단에서였지만, 2020년 돌연 문제가 발생했다. 현대차의 코나EV와 제너럴모터스(GM)의 볼트EV에 탑재된 LG에너지솔루션 배터리에 화재가 발생한 것이다. 원인은 '분리막 밀림'이었다.

이에 현대차와 GM은 대규모 배터리 리콜을 진행했고, LG전자와 LG에너지솔루션은 이 과정에서 리콜 비용으로 2조원 이상을 쏟아부었다. LG화학이 2021년 3분기 실적 발표 컨퍼런스콜에서 "다시는 배터리 대량 리콜이 없을 것"이라고 단언하며 분리막개발센터를 설립을 본격화한 계기다. 이후 LG화학은 그해 7월 분리막 사업 전문화와 공급 안정화를 위해 LG전자의 분리막 코팅 사업을 인수했고, 도레이와 손을 잡고 JV도 설립했다.

결국 자사 제품 제작 과정에 분리막이 필요한 이상 LG가 관련 사업을 놓을 가능성은 거의 없다는 게 시장의 대체적인 시선이다. 자사 제품의 안정성을 높이기 위해선 기술력 확보가 필수적인 데다, 배터리 수직계열화를 통해 사업 시너지를 확보하고 있는 LG 입장에서 갑작스럽게 사업 구조를 깨뜨릴 이유가 없기 때문이다.

SKIET는 매각 추진, SK온 자금 수혈 목적

분리막 시장에서 점유율 4위를 기록하고 있는 SKIET는 경영권 매각을 포함한 배터리 사업부 재편 작업을 추진하겠다는 구상이다. SKIET는 분리막 사업에 '올인'한 기업 중 하나다. 당초 SKIET를 이끌던 주요 원동력은 FCW(플렉시블 커버 윈도)였다. FCW는 휘어지는 디스플레이 표면에 부착하는 보호필름으로, 폴더블폰 등에 활용된다.

SKIET는 FCW 기술로 세계 최대 IT·가전쇼 ‘CES 2024’에서 혁신상을 받을 만큼 기술력을 인정을 인정받았지만, 막상 판매처는 마땅치 않았다. 회사 관계자는 "중국을 중심으로 플렉시블 디스플레이의 수요가 커질 것으로 기대했지만, 그렇지 않았다"며 "폴더블폰 외엔 FCW를 공급할 곳이 없었던 것"이라고 설명했다. 결국 SKIET는 FCW 부문에서 분기당 평균 50억원가량을 적자를 봐야만 했다.

이에 SKIET는 분리막 사업에 집중해 미국의 인플레이션감축법(IRA)을 정조준하겠단 계획을 세웠다. 배터리 부품 현지화 비중이 2029년까지 100%로 점차 상승하고 있는 만큼 북미에 분리막 공장을 세워 미래 경쟁력을 확보하겠단 취지였지만, 전기차 성장 부진으로 배터리 제조사 SK온이 재무적 어려움에 처하면서 상황이 바뀌었다. SK그룹이 SK온 지원을 위해 SKIET 등 자회사 지분 매각을 결정한 것이다.

문제는 SK그룹이 SKIET 매각을 본격화한다고 해도 원하는 만큼의 가격을 제시할 원매자를 찾을 수 있을지 불확실하다는 점이다. 2022년 기준 SKIET 매출액 중 SK그룹 국내외 계열사와의 거래 비중은 약 73%에 달한다. SK그룹이 매출을 보장하지 않으면 SKIET를 인수할 동기가 사실상 없다는 게 시장의 평가다.

“AI 통제상실 위험”, 오픈AI 및 구글 전현직 13인 성명
직원들의 섬뜩한 경고, "인류 멸망 시킬지도 모른다"
오류·표절 등 다양한 문제 대두 "기술 제약 극복해야"

챗GPT 개발사 오픈AI와 구글 딥마인드의 전·현직 직원들이 규제되지 않은 인공지능(AI)은 위험하다며 ‘인간 멸종’을 초래할 수 있다고 경고하고 나섰다. 이에 AI를 직접 만든 기업들은 자체적으로 문제를 해결할 수 없다며 위험 우려가 공유될 수 있도록 내부 고발자에 대한 보호 조치가 마련돼야 한다고 주장하고 있다.

오픈AI·구글 딥마인드 전현직 직원들 'AI 위험' 경고

4일(현지시간) 월스트리트저널(WSJ)과 로이터통신 등에 따르면 오픈AI, 구글의 딥마인드 전·현직 직원 10여 명은 이날 공동 성명을 내고 'AI라는 새로운 기술이 초래할 수 있는 위험'에 대한 우려를 제기했다. 해당 성명서에 실명을 올린 윌리엄 손더스 오픈AI 전 직원은 “최첨단 AI 시스템의 작동 방식과 배포와 관련한 위험에 대해 가장 많은 지식을 가진 사람들이 자유롭게 말할 수 없다”고 밝혔다. 손더스 외에도 오픈AI 전 직원 6명, 현 직원 4명을 비롯해 딥마인드의 전·현직 직원은 각 1명이 이름을 올렸으며, 서명자 중 6명은 익명을 요구했다.

이들은 성명에서 “AI와 관련된 위험은 기존의 불평등을 심화시키는 것부터 조작과 잘못된 정보, 잠재적으로 인간의 멸종을 초래하는 자율적인 AI 시스템의 통제 상실까지 다양하다”며 “이는 인류의 멸망으로 이어질 수 있다”고 지적했다. 일부 사례로 오픈AI를 비롯한 여러 회사의 AI 프로그램이 투표와 관련한 잘못된 정보를 포함한 사진을 생성한 사례를 발견했다고 전했다.

이러한 AI와 관련한 위험 관리는 맞춤형 기업 지배구조 탓에 기업 내부에서 고발을 하는 등 변화를 일으키기는 어렵다고 밝혔다. 이들은 “AI 기업은 이윤 추구 목표로 제대로 된 감독을 하지 못하고 기업 내부의 규제 시스템만으로는 문제를 해결할 수 없다”며 “AI 기업은 다양한 종류의 위험 수준에 대한 상당한 비공개 정보를 보유하고 있지만 이런 정보 중 일부를 정부 및 시민사회와 공유할 의무가 약하고, 자발적으로 공유할 것이라고 생각하지 않는다”고 주장했다.

또 AI 기업들이 과도한 기밀 유지 계약으로 관련 우려 제기나 비판을 막아서고 있다고도 비판했다. 이들은 “회사와 광범위한 기밀 유지 계약으로 우려를 표명할 수 없다”며 “일반적인 내부고발자 보호는 불법 행위에 초점을 맞춰져 있으며, 우리 중 일부는 업계 전반에 걸쳐 이런(내부 고발) 사례의 역사를 고려할 때 다양한 형태의 보복을 두려워한다”고 강조했다. 이에 △회사의 위험 관련 우려에 대한 비방이나 비판을 금지하는 계약 체결 금지 △독립 기관에 위험 관련 우려 사항을 제기할 수 있는 익명 절차 마련 △위험 관련 정보를 공개적으로 공유하는 전현직 직원에 대한 보복 금지 등을 촉구했다.

지속적 할루시네이션, 큰 과제

실제로 많은 전문가들은 AI가 할루시네이션(잘못된 정보 생성)을 비롯한 많은 위험성을 안고 있다고 지적한다. 가공할 만한 연상 능력을 지닌 생성형 AI가 엄청난 규모의 학습 과정을 통해 내놓은 정보의 진위를 사람이 가려내는 일이 매우 어렵기 때문에 할루시네이션 문제는 첨단 AI 기술이 지닌 위험성을 역으로 드러내는 대목이기도 하다.

다만 단순히 엉뚱한 대답을 내놓는 것이라면 웃음거리로 넘어갈 수 있으나 AI 이미지 생성 프로그램이 독일 나치군을 아시아인으로 묘사하거나 아인슈타인을 흑인으로 묘사하는 등 사회적으로 민감한 오류가 나오며 논란이 됐다. 이에 따라 할루시네이션 현상 해결은 생성형 AI를 개발하는 기업들의 최우선 과제로 꼽혔다.

그러나 이달 출시된 구글의 생성형 AI ‘구글 오버뷰’ 역시 할루시네이션 현상을 피하지 못했다. AI 오버뷰는 버락 오바마 전 미국 대통령이 무슬림이라고 대답하거나 사람이 하루에 돌 하나를 먹어야 한다고 답변하는 등의 사례가 발견됐다. 구글 오버뷰가 피자에 치즈가 달라붙지 않을 때 접착제를 넣으라고 한 사례의 경우, 구글이 학습에 사용했을 것으로 추정되는 인터넷 커뮤니티 유머글이 발굴되기도 했다.

저작권 침해 및 편향성도 문제

문제는 이뿐만이 아니다. 데이터를 무단 사용해 저작권 문제가 발생하고, 학습 데이터에 내재된 편향성이 나타나거나, 잘못된 답변 사례가 빈발하는 등 현장에서는 기술적 한계와 지식재산권 침해 문제도 끊임없이 제기되고 있다. 이로 인해 사용에 대한 불신이나 사회적 갈등을 야기할 수 있는 윤리적 문제도 지속되고 있다. 특히 이는 인종·성차별적 콘텐츠를 만들거나, 가짜 뉴스 혹은 딥페이크 영상 제작에도 사용될 수 있다는 점에서 우려하지 않을 수 없다.

마이크로소프트가 제공하는 빙의 코파일럿의 경우도 통계나 최신 정보 소개에는 한계를 보이고 있고, 구글 제미나이도 잘못된 통계를 정확한 정보인 것처럼 소개하는 경우가 비일비재하다. AI들이 편향된 데이터를 학습해 정확하지 않은 결과를 만들어 내자, 이런 불신이 자칫하면 투자 위축과 기술 발전 둔화를 가져올 수 있다는 지적도 나온다.

이렇다 보니 1년 전만 해도 대부분 이사회가 최고경영자(CEO)에게 생성형 AI를 최대한 빨리 도입할 방법을 찾으라고 압력을 가했을 정도의 초기 투자 열기와 달리, 이제는 기업들이 생성형 AI가 예상했던 만큼 효과적이지 않다는 것을 깨닫고 투자에 신중한 태도를 보이고 있다. 이에 생성형 AI의 물결을 이끈 일부 선도 스타트업들이 중도에 무너지고 있으며, 지난 3월에는 주요 선도 스타트업인 인플렉션 AI의 경영진과 연구원들이 퇴사하는 일도 발생했다. 다른 스타트업들도 자금난으로 인한 연구원 이직이 늘고 있다.

다만 전문가들은 이런 현상들이 생성형 AI의 종말을 의미하는 것은 아니라고 말한다. 모든 주요 신기술, 특히 세상을 변화시키는 기술들은 이와 같은 단계를 거쳤다는 것이다. 오히려 이들은 장기적인 관점에서 기술 발전의 기대감을 보이는 모습이다. 생성형 AI는 발전 가능성이 높은 기술인 만큼 현실적인 문제점을 해결해 기술 완성도를 제고하면 새로운 여정을 시작할 수 있다는 분석이다. 이를 위해 가장 중요한 것은 기술적 완성도 향상이라고 입을 모은다. 생성형 AI의 기술 완성도를 높이기 위해 연구와 개발을 지속해 안정성과 정확성을 개선하고, 효과적 콘텐츠 생성을 위한 기술적 제약을 극복해야 한다는 설명이다.

롯데바이오, 2025년 완공 목표로 송도공장 착공
현금성 자산 700억원 그쳐, 모회사에 지원 요청
롯데건설, 플랜트 공사로 '캡티브 훈풍' 불까

롯데바이오로직스가 최근 국내 메가플랜트 착공에 돌입한 가운데 공사비 마련을 위해 자금 조달에 나섰다. 모기업인 롯데지주로부터 1,500억원의 자금을 추가 수혈하면서다. 바이오 사업에 방점을 두고 있는 그룹의 전폭적인 지원 아래 지금까지 받은 지원금만 5,700억원에 달한다.

롯데바이오 1,500억원 유상증자

6일 업계에 따르면 롯데바이오로직스는 지난 4일 이사회에서 약 1,500억원 규모의 주주배정 방식의 유상증자를 결정했다. 롯데바이오로직스의 유증에는 그룹 지주사인 롯데지주가 지원군으로 나설 예정이다. 롯데바이오로직스는 롯데지주가 80%, 일본 롯데홀딩스가 20%를 보유하고 있다.

롯데지주는 1,200억원을 출자해 롯데바이오로직스 184만6,800주를 취득한다. 1주당 가격은 6만5,000원이며 출자 이후 롯데지주가 가질 롯데바이오로직스 지분율은 80%로 이전과 동일하다. 롯데지주의 유증 참여는 이번이 처음이 아니다. 앞서 롯데지주는 2022년 12월 롯데바이오로직스가 진행한 유증에서 1,685억원의 자금을 조달한 데 이어 지난해 3월 미국 시러큐스 공장 증설을 위한 증자에서도 1,700억원을 지원한 바 있다.

송도 공장 착공 위한 자금 수혈

롯데바이오로직스가 유증에 나선 것은 공장 착공을 위한 자금 수혈이 필요했기 때문이다. 롯데바이오로직스는 올해 3월 인천 송도에 바이오플랜트 제1공장을 착공했으며 2025년까지 완공이 목표다. 2026년 하반기 GMP(의약품 제조 및 품질관리에 관한 규정) 인증을 획득한 뒤 2027년부터 가동을 목표로 하고 있다.

그러나 지난해 말 기준 롯데바이오로직스가 보유한 현금성 자산(단기금융상품 포함)은 692억원이다. 여기에 1년 내에 갚아야 할 단기차입금은 512억원으로 차입금을 전부 갚으면 보유 현금이 180억원 밖에 남지 않는다. 차입을 연장할 수도 있으나 이자 부담이 만만치 않을 것으로 예상된다. 지난해 연결감사보고서에 따르면 롯데바이오로직스의 단기차입금 연이자율은 5.98%~7.27%로 상당히 높은 수준이다.

롯데건설, 송도 공사로 안정적 매출 기대

이런 가운데 롯데건설은 롯데바이오로직스 플랜트 공사를 통해 안정적 매출을 올릴 것으로 기대된다. 해당 공사는 롯데케미칼 인도네시아 부지공사, 롯데GS화학 여수공장 공사 이후 그룹사 캡티브 물량 중 가장 큰 규모의 공사인 만큼 수익에 기여하는 바가 클 것으로 예상되기 때문이다. 업계에서도 삼성바이오로직스가 송도 공장을 만들 당시 삼성엔지니어링이 캡티브 수혜를 본 것처럼 롯데건설도 롯데바이오로직스 송도 공장 낙수효과를 누릴 것으로 보고 있다.

롯데바이오로직스는 30억 달러(약 3조2,000억원)를 투입해 송도에 12만 리터 규모의 항체의약품 공장 3개를 지어 36만 리터의 생산능력을 확보할 계획이다. 롯데건설과 롯데바이오로직스는 지난해 K1 프로젝트 기본 설계, U1 프로젝트 상세 설계 계약을 체결했다. 도급액은 각각 50억원, 29억원이었다.

아울러 롯데건설은 롯데바이오로직스 플랜트 시공을 통해 주택 부문에 집중된 포트폴리오 위험도 상당 부분 완화할 수 있을 것으로 전망된다. 그간 주택 매출 비중은 전체의 절반가량을 차지하는 반면, 캡티브 매출은 20%에 불과했다. 그러나 지난해 3분기 롯데케미칼 인도네시아 부지공사 매출 덕분에 34%까지 상승했다.

롯데건설은 1959년 설립 당시부터 캡티브 공사를 통해 외형을 키워왔다. 초기에는 쇼핑몰, 호텔, 백화점 등 유통 부문 계열 공사를 통해 안정적으로 실적을 쌓아왔고 이후에는 롯데케미칼 등 유화 부문 계열사 공사를 통해 꾸준히 계열 매출을 올릴 수 있었다. 이런 와중에 롯데바이오로직스 플랜트 공사 역시 새로운 계열 매출 원천이 될 것으로 예상된다.

바이오 분야 '세대 교체', 승계 시험대로

한편 롯데바이오로직스는 지난 3월 초 이사회를 열고 신동빈 롯데그룹 회장의 장남 신유열 전무를 사내이사로 선임한 바 있다. 롯데지주 미래성장실장과 롯데바이오로직스의 글로벌전략실장을 겸직하고 있는 신 전무는 2022년 말 롯데케미칼 기초 소재 부문 상무로 승진한 지 1년 만인 지난해 말 전무로 승진했다. 신 전무는 신 회장에서 이어 차기 회장으로 가장 유력한 후보로 평가되고 있다.

이에 업계에서는 신 전무가 롯데바이오로직스 이사회에서 의결권을 가진 사내 이사로 합류하면서 바이오 분야 투자에 한층 힘이 실릴 것이란 분석이 나온다. 바이오는 신 회장이 그룹의 4개 신성장 동력 중 하나로 낙점해 주력하고 있는 분야인 만큼 신 전무는 향후 경영 승계를 위한 신사업 성과를 쌓아야 하는 가운데 롯데바이오로직스가 경영 능력을 판가름할 중요한 시험대가 됐다. 앞으로 롯데바이오로직스의 공격적인 투자와 경쟁력 강화 기대감이 커지는 이유다.

신 전무는 롯데바이오로직스에서 인수합병(M&A)과 합작법인(JV·조인트벤처) 설립 등을 검토하는 역할을 맡을 예정이다. 또한 롯데바이오로직스가 애초 인수합병으로 CDMO 사업을 시작한 만큼, 신 전무는 메가플랜트 건설 외에도 다양한 인수합병을 고려할 것으로 관측된다. 특히 지난 2022년 12월 브리스톨마이어스스큅(BMS)과 체결한 의약품 위탁생산 계약의 경우 내년 말부터 계약 종료 시점이 도래한다. 롯데바이오로직스는 시러큐스 공장의 BMS 의약품 위탁생산 물량 수주 공백에 대응하기 위해 다양한 전략을 구상하고 있다.

엔비디아 CEO, '컴퓨텍스 2024'서 루빈 사양 공개
블랙웰 차기 버전 반도체 칩에 HBM4 적용할 것
' 독자 진군' 삼성전자 vs '연합 구성' SK하이닉스 

글로벌 인공지능(AI) 반도체 칩 시장을 주도하는 엔비디아가 차세대 제품에 6세대 고대역폭메모리(HBM) 'HBM4' 탑재를 공식화했다. 아울러 AI 반도체 칩 출시 주기도 기존 2년에서 1년 단위로 앞당기면서 HBM 개발 속도 경쟁에 불을 붙일 전망이다.

엔비디아, '루빈'에 HBM4 탑재

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 2일 대만 타이베이에서 열린 '컴퓨텍스 2024(Computex 2024)'에서 내년에 선보일 차세대 AI 반도체 칩(플랫폼) '루빈(Rubin)'의 세부 사양을 일부 공개했다. 루빈은 올해 선보인 '블랙웰'의 차기 버전이다.

구체적으로 루빈은 그래픽처리장치(GPU)에 HBM4를 적용해 AI 반도체 칩을 구현할 예정이다. 엔비디아가 차세대 반도체 칩의 HBM4 탑재 여부를 공개한 건 이번이 처음이다. 현재 SK하이닉스·삼성전자·마이크론이 개발 완료한 HBM은 5세대인 'HBM3E'다. HBM4는 메모리 기업이 현재 개발 중인 차세대 제품으로, 내년에 개발이 완료될 전망이다.

엔비디아에 따르면 기본 제품인 루빈에는 HBM4가 8개 탑재되지만 고성능 버전인 루빈 울트라에는 HBM4가 12개 적용된다. 엔비디아가 자사 AI 반도체 칩에 HBM을 12개 쓰는 것 역시 이번이 최초다. 향후 HBM 수요 확대가 예상되는 대목이다. 다만 HBM4의 단수는 공개되지 않았다.

엔비디아가 AI 반도체 칩 출시 주기를 앞당긴 것도 주목되는 부분이다. 엔비디아는 지난 2020년 암페어 구조의 A100 등 A시리즈를, 2022년에는 호퍼 구조의 H100 등 H시리즈를, 그리고 올해 블랙웰을 선보였다. 내년에 로빈을 출시한다는 것은 기존 2년 단위 출시 기간을 1년으로 단축했다는 의미다.

블랙웰이 지난 3월 공개, 올 하반기 양산 예정인 것을 고려하면 루빈 역시 내년 말께 제품을 공급할 것으로 추정된다. 이같은 주기는 최근 HBM 개발 주기와도 맥을 같이한다. 엔비디아에 HBM을 공급 중인 SK하이닉스도 최근 HBM4의 개발 완료 시점이 2025년이라고 밝힌 바 있다. 기존 로드맵에서 1년 정도 앞당긴 것이다.

HBM3, HBM3E, HBM4의 차이점

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 TSV(실리콘관통전극)으로 연결한 고부가 메모리다. 2013년 처음 개발된 뒤 1세대(HBM)와 2세대(HBM2), 3세대(HBM2E), 4세대(HBM3), 5세대(HBM3E) 순으로 진화를 거듭했고 현재는 D램 단품 칩을 12개 쌓은 HBM3E 12단 제품까지 나온 상태다. 메모리 업계는 그간 HBM 기술을 고도화하면서 4단, 8단, 12단으로 네 단씩 제품 단수를 높여왔다. 이는 국제반도체표준화협의기구(JEDEC)가 정한 HBM 규격에 맞춘 것이다.

HBM 성능이 올라가면서 제조사들의 공정 기술도 급격히 발전했다. 현재 HBM 공정에 사용되는 기술은 크게 ‘TC-NCF’와 ‘MR-MUF’로 나눌 수 있다. 삼성전자는 전통적 공정방식인 TC-NCF를, SK하이닉스는 이보다 최신 기술인 MR-MUF를 사용 중이다.

삼성전자가 사용하는 TC-NCF은 ‘열압착 비전도성접착필름(Thermal Compression Non Conductive Film)’이라는 기술로, 비전도성접착필름인 NCF를 각각의 반도체 칩 사이에 덧댄 후 열과 압력을 가해 붙인다. 여러 층으로 쌓인 팬케이크 사이에 버터를 넣은 후 한 장씩 뜨거운 팬으로 눌러 만드는 크레이프 케이크의 조리 과정과 유사하다고 보면 된다.

현재 SK하이닉스가 HBM 공정에 적용 중인 MR-MUF는 ‘대량 리플로 성형 언더필(Mass Reflow Molded Underfill)’이라는 기술로, 반도체 칩을 회로에 부착 후 쌓아 올리는 방식이다. 이때 각 칩 사이에 ‘에폭시몰딩컴파운드(EMC)’라는 액체를 집어넣어 굳힌다. 여기서 EMC는 반도체 소자를 열, 충격, 수분 등 외부 위험 요소로부터 보호하는 밀봉 재료로 실리카, 에폭시수지, 페놀수지 등 원료를 섞어 만든다.

6세대인 HBM4는 이전 세대 제품들과 달리 정보를 주고받는 통로인 입출력단자(I/O)를 2배(2,024개) 집적하는 것이 특징이다. 또한 적층 D램 수도 최대 16개로, 이전 세대(최대 12개)보다 4개 많다. 다만 D램 적층 수가 늘어나는 만큼, 패키징 기술에서 한계가 드러났다. 기존 HBM은 D램에 TSV 통로를 만들고, 작은 돌기 형태의 마이크로 범프를 통해 전기적으로 연결하는 TC(열압착) 본딩 기술을 적용해 왔다. 삼성전자와 하이닉스 모두 세부적인 방식은 다르지만 범프를 사용한다는 점에서는 동일하다.

그런데 당초 고객사들은 D램을 최대 16단으로 적층하면서도, HBM4의 최종 패키지 두께를 이전 세대들과 동일한 720마이크로미터(㎛)로 요구했다. 기존 본딩으로는 16단 D램 적층 HBM4를 720㎛로 구현하기에는 사실상 무리가 있다는 이유에서다. 이에 현재 업계에서는 ‘하이브리드 본딩’이 연구되고 있다. 이는 솔더볼을 없애고 칩과 칩을 직접 연결해 밀착시키는 기술로 기존 공법보다 쉽게 연결하고, 높이도 낮출 수 있다. 하이브리드 본딩이 33% 공간을 더 확보할 수 있다는 연구 결과도 있다.

새로운 격전지 HBM4, 세대 전환 가속화

이런 가운데 삼성전자와 SK하이닉스는 오는 2026년 HBM4의 상용화를 앞두고 준비에 분주한 모습이다. 먼저 HBM을 최초로 개발하며 리더십을 지켜왔던 SK하이닉스는 차세대 HBM 생산과 어드밴스드 패키징 기술 역량을 강화하기 위해 대만 TSMC와 긴밀히 협력하기로 했다. 양사는 최근 대만 타이페이에서 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결, HBM4를 개발한다는 계획이다.

양사는 우선 HBM 패키지 내 최하단에 탑재되는 베이스 다이(Base Die)의 성능 개선에 나선다. HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(Core Die)를 쌓아 올린 뒤 이를 TSV 기술로 수직 연결해 만들어진다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 컨트롤하는 역할을 수행한다.

SK하이닉스는 5세대인 HBM3E까지는 자체 공정으로 베이스 다이를 만들었으나, HBM4부터는 로직(Logic) 선단 공정을 활용할 계획이다. 이 다이를 생산하는 데 초미세 공정을 적용하면 다양한 기능을 추가할 수 있기 때문이다. 회사는 이를 통해 성능과 전력 효율 등 고객들의 폭넓은 요구에 부합하는 맞춤형(Customized) HBM을 생산한다는 계획이다. 이와 함께 SK하이닉스은 HBM과 TSMC이 특허권을 갖고 있는 고유 공정 CoWoS 기술 결합해 고객 요청에도 공동 대응 하기로 했다.

삼성전자는 세계 최고 수준의 자체 파운드리를 보유하고 있는 만큼, 개발부터 양산까지 모두 자체적으로 진행하는 방향으로 가닥을 잡은 것으로 전해진다. 메모리와 파운드리 사업부의 시너지 강화해 HBM 경쟁력을 높일 계획이다. 특히 삼성전자는 지난해 홍콩에서 열린 '삼성전자 인베스터스 포럼 2023'에서 'GDP(GAA, DRAM, PACKAGING)' 전략을 공개했는데 관련 기술을 HBM4 등에도 적극 적용할 것으로 관측된다.

GDP는 회로 폭 3㎚ 이하 프로세서의 누설전류를 줄이는 GAA 기술과 차세대 D램 제품, 최첨단 패키징을 결합한 서비스 의미한다. 최첨단 메모리반도체와 프로세서를 생산하고 두 칩을 한 칩처럼 작동할 수 있도록 배치해 최고 수준의 저전력·고성능 반도체를 공급하겠다는 구상으로 풀이된다.

수학, 사회 정의 문제 해결에 적극 활용돼
데이터 분석과 모델링으로 불평등과 차별 해결에 기여
다양한 분야와 협업 필수, 때론 새로운 기술 적응도 필요해

[해외DS]는 해외 유수의 데이터 사이언스 전문지들에서 전하는 업계 전문가들의 의견을 담았습니다. 글로벌AI협회(GIAI)에서 번역본에 대해 콘텐츠 제휴가 진행 중입니다.

수학 하면 떠오르는 이미지는 무엇일까? 복잡한 공식, 칠판 가득한 숫자, 골치 아픈 문제 풀이 등이 가장 먼저 생각날 수 있다. 특히 일상생활과는 거리가 멀어 보이는 기호와 숫자 때문에 "수학은 실생활에 쓸모없다"라고 말하는 사람들도 많다.

하지만 최근 수학계는 이러한 고정관념을 깨고 사회 정의(social justice) 문제 해결에 적극적으로 나서고 있다. 수학자들이 가진 데이터 분석 능력, 논리적 사고, 모델링 기술이 불평등, 차별, 질병 확산과 같은 사회 문제 해결에 강력한 도구로 활용되고 있는 것이다.

복잡해 보였던 기호와 숫자는 사실 복잡한 사회 현상을 모델링하고 이해하는 데 쓰인다. 더 나아가 수학은 사회 현상뿐만 아니라 물리 현상 등 사람이 분석하고 싶은 것을 가능하게 하는 유용한 도구이자 계량적인 표현 방법이기도 하다.

수학과 사회 정의의 접점

이러한 변화를 이끄는 대표적인 인물 중 한 명이 바로 캐리 디아즈 이튼 교수(Carrie Diaz Eaton)다. 현재 미국 베이츠대학에서 인종적으로 공정하고 포용적인 STEM(과학·기술·공학·수학) 교육 연구소의 전무이사를 맡고 있는 이튼 교수는 수학자로 훈련받아, 자신의 경력이 사회 정의 연구와 관련될 것이라고는 예상하지 못했다고 한다.

하지만 지역 사회 환경 보존과 소외된 지역 사회 지원에 초점을 맞춘 프로젝트에 참여하면서, 이튼 교수는 자신의 수학적 사고방식이 중요한 역할을 하는 것을 경험했다. 날카로운 분석적 시각과 개연성 높은 스토리텔링을 바탕으로 데이터 분석, 데이터 과학, 그리고 시각화 기술을 이용하여 지역 주민들이 필요한 의료 서비스를 선택할 수 있도록 돕는 퀴즈 프로그램을 만든 것이다.

수학이 사회 정의 연구와는 어울리지 않아 보일 수 있지만, 이튼 교수의 사례는 엄밀한 수학적 접근 방식이 사회 문제에 대한 효과적인 해결책을 찾는 데 유망한 방법임을 보여줬다. 이튼 교수는 수학자들이 사회 정의 연구를 통해 복잡하고 어려운 문제를 해결하는 과정에서 보람을 느끼고 있으며, 이러한 노력은 사람과 지구를 위한 실질적인 해결책을 만들어내는 데 큰 잠재력을 가지고 있다고 덧붙였다.

백신 접종률부터 인종차별까지, 다양한 분야에서 활약하는 수학자들

이러한 흐름 속에서 수학 연구자들은 사회 문제 해결에 다양한 방식으로 기여하고 있다. 사회 불평등, 의료 서비스 접근성부터 인종 프로파일링 및 예측 치안에 이르기까지, 수학자들은 우리 사회의 다양한 문제에 뛰어들고 있다.

미국 소노마주립대학교의 오마이라 오르테가(Omayra Ortega) 응용수학 교수는 지역 사회별 백신 접종률에 영향을 미치는 요인을 분석하여 이집트의 로타바이러스 백신 프로그램이 5년 안에 질병 부담을 줄이고 백신 비용을 76%를 상쇄할 수 있다는 결과를 얻었다. 오르테가 교수는 "자원 분배에 있어 누가 자원을 얻는가 하는 사회 정의 문제가 항상 따라붙는다"며, 수학 연구가 사회 정의 실현에도 기여할 수 있음을 강조했다.

또 다른 예로, 미국 로욜라 메리마운트대학교의 릴리 카자비(Lily Khadjavi) 수학 교수는 로스앤젤레스 경찰국(LAPD)의 교통 단속 데이터를 분석하여 흑인 남성 운전자에 대한 차량 검문 비율이 다른 인종에 비해 3배 이상 높다는 사실을 밝혀냈다. 카자비 교수의 연구는 인종 차별적 프로파일링과 경찰 관행을 검토하는 연구를 시작하는 중요한 계기가 되었으며, 현재 카자비 교수는 캘리포니아 인종 식별·프로파일링 자문 위원회에서 활동하며 인종 프로파일링 근절을 위한 정책 권고에 힘쓰고 있다.

데이터 접근과 협업의 중요성, 그리고 수학자들의 새로운 도전

물론 수학자들이 사회 정의 문제 해결에 기여하기 위해서는 충분한 데이터 확보와 다양한 분야의 전문가들과 협업이 필수적이다. 데이터는 사회 현상을 분석하고 해결책을 찾는 데 중요한 역할을 하지만, 개인정보 보호 문제나 협업 부족으로 인해 접근이 제한될 수 있다. 또한 사회 문제는 복잡하고 다양한 요인이 작용하기 때문에, 수학자들뿐만 아니라 사회학자, 정책 전문가, 현장 활동가 등 다양한 분야 전문가들과의 협력이 필요하다.

아울러 사회 과학 연구의 데이터 집약적 특성상 일부 수학자에게는 새로운 기술을 개발하고 문제에 다르게 접근해야 하는 노력이 요구될 수 있다. 미국 미시간대학교 디어본 캠퍼스에서 수 이론과 표현 이론을 전공한 수학자 티안 안 웡(Tian An Wong) 교수는 범죄 예측 시스템인 '예측 치안' 기술의 효과성 검증 연구를 위해 통계와 데이터 분석 기술을 새롭게 익혀야 했다. 이를 위해 웡 교수은 온라인 통계 입문 과정을 수강하고, 파이썬 프로그래밍 언어를 배우고, 통계적으로 훈련받은 동료들과 교류했으며, 여러 분야의 연구 논문을 읽는 데 익숙해지기 위해 노력했다고 전했다.

수학자들이 사회 문제 해결에 적극적으로 참여하는 것은 학문적 경계를 넘어 사회적 책임을 다하는 모습을 보여주는 좋은 사례다. 이러한 노력은 수학에 대한 사회적 인식을 개선하고, 더 나아가 수학이 세상을 바꾸는 힘이 될 수 있다는 가능성을 제시한다.

[해외 DS] 수학이 만드는 공정한 세상, 사회정의 연구에서의 데이터 과학 접근 ②로 이어집니다.

*편집진: 영어 원문의 출처는 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)으로 본지의 편집 방향과 일치하지 않을 수도 있습니다.

中 BOE에 이어 비전옥스도 8.6세대 OLED에 10조 투자
중국 따돌리려 4.1조 승부수 걸었던 삼성디플, 격추 위기
LG디플은 8.6세대 투자에 여전히 '신중', 자본 여력 문제

중소형 유기발광다이오드(OLED)를 중심으로 중국 디스플레이 기업들의 굴기가 거세지고 있다. 애플이 아이패드 프로 라인업에 OLED 패널을 채택하며 중소형 OLED 시장의 급성장이 예측되는 가운데 중국 디스플레이 업체들이 '8.6세대 OLED'에 거액의 투자를 진행하는 등 시장 공략에 속도를 내면서다. 이에 업계에서는 LCD(액정표시장치) 시장 주도권을 중국에 내줬듯 OLED 패권도 뺏길 수 있다는 우려가 커지고 있다.

중국 디스플레이 기업들, 8.6세대 OLED 투자 확대

5일 IT업계에 따르면 최근 중국 디스플레이 기업들은 8.6세대 OLED 관련 투자를 연이어 발표하고 있다. 지난해 11월 BOE(징둥팡, 京東方)가 쓰촨성 청두에 630억 위안(약 12조원)을 투자해 생산 공장을 건설한다고 발표한 데 이어, 지난 5월에는 비전옥스(Visionox, 웨이신눠)가 대규모 증설 투자를 확정했다.

비전옥스는 지난달 28일 공시를 통해 안후이성 허페이시 정부와 550억 위안(약 10조4,000억원) 규모의 8.6세대 OLED 투자를 위한 양해각서(MOU)를 체결했다고 밝혔다. 이를 통해 허페이시 신잔 하이테크 산업 개발구에 유리원장 기준 월 3만2,000장을 생산할 수 있는 시설을 건립할 계획이다.

8.6세대는 현재 출시된 중소형 OLED 중 가장 선진 라인이다. 디스플레이 업계에서 세대는 유리원장의 크기를 의미하는데, 8.6세대(2,290㎜×2,620㎜)는 기존 6세대(1,500㎜×1,850)보다 크기가 2배가량 커 생산 효율성이 높다. 양산성 차원에서도 6세대와의 차별점이 두드러진다. 예컨대 기존 6세대 설비에서는 14.3인치 태블릿 패널을 연간 최대 450만 대 생산할 수 있었다면, 8.6세대 설비로는 연 1,000만 대까지 가능하다.

'게임체인저' 8.6세대 OLED, 선두주자는 삼성디스플레이

글로벌 디스플레이 업계에서 8.6세대 투자를 가장 먼저 본격화한 곳은 삼성디스플레이다. 삼성디스플레이는 지난 3월 초 충남 아산캠퍼스에서 8.6세대 OLED 라인을 구축하는 작업이 시작됐음을 알리는 ‘A6 라인 설비 반입식’을 개최했다. A6 라인은 삼성디스플레이가 기존 L8 라인을 개조해 구축한 8.6세대 IT 전용 OLED 라인으로, 오는 2026년까지 4조1,000억원이 투입된다. 삼성디스플레이는 연내 주요 장비 설치를 마치고 2026년부터 양산에 돌입한다는 계획이다.

삼성이 8.6세대 투자를 결정한 건 스마트폰을 중심으로 성장해 온 OLED 시장을 노트북, 모니터 등으로 확대하기 위해서는 더 큰 패널을 효율적으로 생산할 수 있는 시설이 필요하기 때문이다. 중국 디스플레이 기업들 역시 이런 이유로 8.6세대 투자에 가세하며 사업 확장에 힘을 쏟는 모습이다.

실제로 중소형 OLED 시장은 갈수록 그 규모가 확대되고 있다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 IT용 OLED 시장 매출은 올해 25억3,400만 달러(약 3조5,000억원)에서 2029년 89억1,300만 달러(약 12조2,000억원)로 연평균 28.6%의 성장률을 기록할 전망이다. 특히 IT 패널 시장 내 OLED 침투율은 2029년 37.7%에 달할 것으로 관측된다.

업계가 8.6세대 OLED에 거액의 투자를 진행하는 또 다른 배경에는 핵심 고객사 애플이 있다. 애플은 올해 OLED 패널을 탑재한 아이패드를 내놓을 예정인데, 아이패드에 OLED 패널이 사용되는 것은 이번이 처음이다. 적용 모델은 아이패드 프로 시리즈 2가지며 11인치, 13인치의 IT OLED 패널이 적용될 것으로 전망된다. 또한 2026년부터는 맥북에도 OLED 패널이 사용될 예정이다. 업계에서는 각각 280~290달러, 380~390달러의 공급가를 예상 중이다.

LGD는 여전히 6세대에, 연내 8.6세대 투자도 미지수

이런 가운데 중소형 OLED 시장에서 점유율 3위를 기록하고 있는 LG디스플레이도 OLED의 본격적인 시장 개화를 준비하고 있다. 하지만 8.6세대 투자와 관련해서는 아직 정해진 바가 없다. 앞서 LG디스플레이는 올해 설비투자(CAPEX)에 2조원대를 사용할 계획이라 밝혔으나, 이는 전년 대비 1조6,000억원가량 줄어든 데다 기존 라인 확장이나 개선에만 초점이 맞춰져 있다. 그간 누적된 적자로 인해 8세대 투자를 확정하지 못한 것으로 해석된다.

LG디스플레이는 지난해 4분기까지 7분기 연속 적자를 이어왔고, 올 1분기에도 매출 5조2,530억원, 영업손실 4,694억원으로 적자를 기록했다. 올해 들어 영업손실 자체는 전년(1조984억원) 대비 절반 이하로 줄었지만, 재무 상태는 여전히 부실하다. 실제로 순차입금은 13조7,900억원으로 지난해부터 13조원대를 유지하고 있는 데다, 연결기준 부채 비율은 279%로, 지난해 연말(308%) 대비 소폭 낮아졌으나 전년 동기(248%)와 비교하면 높은 수준이다. 그나마 1조4,000억원 규모의 유상증자와 6,500억원의 신디케이트론 차입 계약 및 파주 부동산 매각 등으로 어느 정도 자금을 조달하긴 했으나 시장에선 아직도 자금 여력이 부족하단 평가가 나온다.

LG디스플레이가 부진을 면치 못하고 있는 주원인으로는 LCD 산업이 꼽힌다. 뒤늦은 사업 구조 전환이 패착이 된 것이다. 2010년대 들어 국내 LCD 산업은 중국 기업의 원가 경쟁력에서 열위에 놓이며 악화일로를 걸었다. 이에 삼성디스플레이는 LCD 생산량을 지속 감축해 오다 2022년 완전 철수했지만, 상대적으로 사업 구조 재편이 늦었던 LG디스플레이는 엔데믹 이후 부메랑을 맞았다.

유동성발 수요 거품이 꺼지면서 LCD 가격이 급락했고 고금리에 따른 구매 심리 위축으로 대형 OLED 시장도 기대만큼 성장하지 못했기 때문이다. 결국 LG디스플레이는 지난해 국내 TV용 LCD 사업에서 철수한 데 이어 최근 산업통상자원부와 광저우 LCD 공장 매각 관련 심사 절차를 밟기 위해 협의를 시작하고 현재 실사 단계에 접어든 상황이다.

3년 내 중국이 OLED 시장 절반 점유할 수도

LG디스플레이가 8.6세대 투자를 망설이는 요소는 또 있다. 2013년 OLED TV 패널 라인에 5조원을 투자했지만 수율 달성 실패와 물동 확보 미비로 8년간 적자를 감내해야 했던 기억이다. 최근에는 아이폰15 프로 라인에 공급 예정이었던 LTPO OLED 패널에서 기술적 결함도 드러났다. 베젤 폭(2.2mm→1.5mm)을 줄이고 완성된 패널에서 다이내믹 아일랜드(안면인식 구멍)를 레이저로 뚫는 과정에서 암점 등 불량이 발생한 것이다. 이로 인해 공급 물량도 4,500만 대에서 1,000만 대로 떨어졌다.

하지만 그렇다고 언제까지 투자를 미룰 수만도 없는 노릇이다. 수익성 확보와 애플과의 장기적인 협업을 위해선 8.6세대 투자가 불가피한 실정이기 때문이다. 특히 애플의 OLED 적용 범위가 태블릿에서 노트북, 모니터까지 확대되는 2026년부터는 패널 업체 간 수주 경쟁이 더욱 심화할 것으로 점쳐진다.

이런 와중에 중국 기업들은 정부의 막대한 지원을 등에 업고 OLED 투자를 늘리는 행보를 거듭하고 있다. 지난 10년간 BOE가 받은 정부 지원금만 무려 231억 위안(약 4조3,600억원)에 달한다. 국내 디스플레이 업계로서는 비상등이 켜진 셈이다. 더욱이 우리나라는 이미 중국에 LCD 주도권을 내주는 굴욕을 겪은 후 OLED 기술력을 통해 격차를 벌리려 했지만 이마저도 중국이 맹추격에 나서며 발등에 불이 떨어진 형국이다.

여기에 2027년에는 글로벌 OLED 시장에서 중국 점유율이 절반까지 성장할 것이란 전망이 나오면서 국가전략기술인 OLED의 패권마저 뺏길 수 있다는 위기감까지 고조되고 있다. 디스플레이산업협회에 따르면 생산능력 기준 중국 업체들의 OLED 패널 점유율은 2027년 49%까지 증가할 전망이다. 불과 3년 후면 LCD 시장에 이어 또 한번의 시장 재편이 일어날 수도 있다는 경고다.

엔비디아 젠슨 황 "삼성전자 테스트 탈락 아니다"
"삼성전자 HBM은 테스트 중, 인내심 가져야"
반도체 우려 해소 '시그널'에 상승 탄력 기대

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 삼성전자의 고대역폭메모리(HBM) 테스트 실패설을 직접 부인하고 나섰다. 또한 향후 삼성전자 HBM을 엔비디아 제품에 탑재할 가능성도 시사한 만큼 업계에서는 삼성전자와 SK하이닉스 간 주도권 다툼이 더욱 치열해질 것이라는 전망이 나온다.

젠슨 황 "삼성 HBM 퀄 테스트 실패한 적 없어"

황 CEO는 4일 대만 타이베이에서 열린 '컴퓨텍스 2024(Computex 2024)' 언론간담회에서 “삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 3사 모두 우리에게 HBM을 제공할 것”이라며 “우리는 최대한 빨리 테스트를 통과해 인공지능(AI) 반도체 제조에 활용할 수 있도록 노력하고 있다”고 밝혔다.

현재 엔비디아 AI 반도체 칩은 SK하이닉스와 마이크론의 HBM을 쓰고 있다. 특히 최신 칩에는 양사의 HBM3E(5세대 HBM)가 공급되는 것으로 알려졌다. 삼성전자의 경우 현재 품질 테스트를 진행 중인데, 발열 탓에 테스트를 통과하지 못했다는 보도가 최근 있었다.

이에 대해 황 CEO는 “그런 이유로 실패한 것이 아니다”라며 “해당 보도는 아무것도 아니다”라고 일축했다. 그러면서 “삼성과는 작업이 잘 진행되고 있고 아직 끝나지 않았다”며 “인내심을 가져야 한다”고 전했다. 이어 “우리는 H100, H200, B100, B200 등 라인업을 갖췄는데, 필요한 속도가 상당하기 때문에 HBM이 매우 중요하다”고 덧붙였다.

로이터의 '삼성 실패' 보도에 주가 추락

지난달 24일 삼성전자는 엔비디아에 HBM를 납품하기 위한 테스트를 아직 통과하지 못했다는 로이터통신의 보도로 인해 주가가 추락하는 등 곤욕을 치른 바 있다. 당시 로이터통신은 복수의 익명 소식통을 인용해 삼성전자의 HBM이 발열과 전력 소비 문제로 인해 엔비디아 테스트를 통과하지 못했다고 보도했다. 이어 AI용 그래픽처리장치(GPU)에 주력으로 쓰이는 4세대 HBM3를 비롯해 HBM3E에도 문제가 발생했다고 지적했다.

이에 삼성전자는 즉각 입장문을 발표하고 로이터의 보도 내용이 사실이 아니라고 반박했다. 삼성전자 측은 "테스트는 순조롭게 진행 중이고 품질과 성능을 철저하게 검증하기 위해 다양한 테스트를 하고 있다"며 "특정 시점에서의 테스트 관련 보도는 삼성전자의 이미지와 신뢰도를 훼손할 수 있는 만큼 보도에 신중을 기해 달라"고 당부했다. 하지만 삼성의 반박도 주가 급락을 막을 순 없었다. 특히 외국인의 자금 이탈세가 거셌다. 보도 당일부터 지난달 31일까지 외국인은 삼성전자 주식을 무려 2조7,224억원어치 팔아치운 것으로 파악됐다.

삼성전자, 엔비디아 납품 기대

지금까지의 해명에도 불구하고 삼성의 HBM에 대한 의구심이 걷히지 않다가 이번에 황 CEO가 직접 테스트 실패설을 부인하면서 비로소 오명을 벗는 모습이다. 다만 업계 안팎에선 시스템온칩(SoC) 형태로 공급되는 HBM의 특성상, 다른 칩셋들과 호환성이나 최적화를 이루기 위해 수차례 테스트가 반복되는 과정을 감안하면 퀄(qualification) 테스트에서 ‘실패’나 ‘종료’라는 표현은 잘못됐다는 지적이 나온다.

극한의 환경에서 ‘필드 테스트(Field test)’한 결과 일부 결점이 발견되더라도 그런 문제는 상호 간 협의를 통해 해결할 수 있는 영역이란 것이다. 즉 퀄 테스트는 한 번 실패하면 끝나는 일회성 시험이 아니라 엔비디아가 요구하는 스펙에 맞춰가는 과정이라는 설명이다.

일각에선 엔비디아 입장에선 삼성전자와 지속 소통해 퀄 테스트를 통과시키고 HBM 공급사를 다변화하는 편이 유리하다는 분석도 제기된다. 마이크론 제품은 삼성전자나 SK하이닉스보다는 신뢰도가 낮은 데다, SK하이닉스 HBM 의존도가 일방적으로 크면 가격 협상 등에서 엔비디아가 움직일 공간이 많지 않다는 것이다.

이에 관련업계는 테스트가 순조롭게 진행될 경우 이르면 올 하반기에 삼성전자가 엔비디아에 HBM3E 12단을 공급하게 될 것으로 전망하고 있다. 삼성전자는 지난 4월 HBM3E 8단 제품의 초기 양산을 시작한 데 이어, 2분기 이내에 12단 제품을 양산하겠다는 목표를 밝힌 바 있다.

아울러 삼성전자는 업계 최초로 24Gb(기가비트) D램 칩을 실리콘 관통 전극(TSV) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB(기가바이트) HBM3E 12단을 구현하기도 했다. 또한 빼앗긴 시장 주도권을 되찾기 위해 반도체 부문 수장을 전격 교체하고 차세대 메모리 양산에도 속도를 내고 있다.

KAN, 정확한 함수 정의하여 재현 가능한 결과 도출해
수학·물리 전반에 걸쳐 뛰어난 성능 보여
최적화를 통해 점차 느린 학습 속도 개선해나갈 것

[해외 DS] CNN의 대체 주자 KAN, 설명가능한 신경망 모델 등장하나 ①에서 이어집니다.

기존 신경망 모델은 복잡한 데이터인 경우 함수를 정의하기 어려워 근사치를 찾았다. 함수를 정의하지 않고 근사치를 찾을 경우 목표하는 값에 도달할 수 있으나, 다른 데이터를 넣었을 때 어떤 결괏값이 나올지 예상할 수 없다는 단점이 있다. 새롭게 등장한 KAN(Komogolov-Anold Network)은 함수를 정의해 결괏값을 추적할 수 있어 많은 기대를 받고 있다.

KAN을 뒷받침하는 이론 ‘콜모고로프-아놀드 표현 정리’

KAN은 콜모고로프-아놀드 표현 정리를 기반으로 한 모델이다. 이 정리는 1960년대에 수학자 블라디미르 아놀드와 안드레이 콜모고로프가 만들었으며 복잡한 함수를 근사치가 아닌 정확한 ‘함수’로 표현할 수 있다는 것이다. 이 정리에 따르면, 복잡한 함수를 일변수 함수의 합으로 표현할 수 있다. 예를 들어 y = g1(x1) + g2(x2) + g3(x3) 으로 나타낼 수 있다. 정확한 함수를 정의할 수 있다는 점이 기존 신경망 모델과 다르며 이로 인해 새로운 신경망 모델은 결과를 재현할 수 있다.

최근 MIT 물리학자 지밍 류가 이끄는 팀은 콜모고로프-아놀드 표현 정리를 이용해 KAN을 개발했다. 이 정리는 신경망 커뮤니티에서 낯선 개념이 아닌데, 1980년대와 1990년대에 전문가들이 이 접근법을 시도했으나 직접 구현하는 데 실패했기 때문이다. 그러나 최근 연구진은 성공적으로 구현하여 모델을 개발했다.

기존 신경망 모델과 달리 결과 추적할 수 있어

KAN은 기존 신경망 모델의 구조와 유사하다. 차이점은 가중치에 고정된 값이 아닌 w(x)처럼 함수로 표현된다는 점이다. 다시 말해 시냅스의 가중치는 뉴런에 따라 달라진다. 따라서 KAN은 가중치에 고정된 수가 아니라 시냅스에 어떤 함수를 적용하는 방식으로 학습한다. 이론적으로 이 방식은 복잡한 함수를 표현하는 것이 가능해, 인공지능을 사용하여 높은 정확도를 얻을 수 있다. 게다가 가중치를 함수로 표현하면 모델이 어떻게 작동하는지 이해할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어 함수의 그래프를 보며 입력에 따라 출력이 어떻게 달라지는지 추적할 수 있다. 하지만 KAN에도 중요한 단점이 있다. KAN은 학습 과정에서 한 변수마다 함수를 찾아야 하므로 학습 단계가 훨씬 복잡하며 학습 시간이 오래 걸린다.

KAN, 수학·물리학 등 여러 분야에서 MLP보다 나은 성능 보여

연구진은 KAN과 기존 모델인 다층 퍼셉트론(Multi Layer Perceptron, MLP)의 성능을 비교했다. 첫 번째 비교로 데이터를 주고 그에 맞는 함수를 찾는 작업을 수행했다. 그 결과 일반적으로 KAN이 MLP보다 훨씬 빠르게 함수를 찾아냈다. 두 번째로 물리학에서 중요한 역할을 하는 편미분 방정식을 푸는 작업을 비교했다. 이 편미분 방정식은 정확한 해가 알려져 있지 않아 컴퓨터 계산을 통해 해를 찾아야 하는 수식이다. 비교 결과, KAN이 MLP보다 더 정확한 결과를 얻었다.

마지막으로 연구진은 매듭 이론에서 KAN의 성능을 확인했다. 이 이론의 주요 질문 중 하나는 매듭의 서로 다른 2차원 표현이 실제로 동일한 매듭에 해당하는지 알아내는 것이다. 2021년 호주 시드니 대학교의 지오디 윌리엄슨 팀은 신경망 모델을 이용해 이 문제를 해결했으며 새로운 연관성도 찾아냈다. 그러나 KAN은 더 적은 노력으로 똑같은 결과를 만들어 냈다. 윌리엄슨 팀은 약 30만 개의 파라미터로 신경망을 학습시켰으나, 류 팀은 단 200개의 파라미터로 더 나은 결과를 보였다.

새롭게 등장한 신경망 모델 ‘인공지능 혁명’ 일으킬 수 있을까

류 팀은 새로운 신경망 모델을 수학과 물리학에서 LLM 개선까지 다양한 문제에 적용할 수 있다며 희망찬 미래를 예상했다. 또한 인공지능 커뮤니티에서는 머신러닝의 새로운 시대가 왔다며 기대감을 드러냈고, 소프트웨어 개발자인 로한 폴은 KAN이 인공지능에 큰 변화를 불러일으킬 것이라고 언급했다.

그러나 KAN은 실제로 사용될 때까지 성능을 확신할 수 없다. 커스팅은 KAN이 MLP가 잘 작동하는 영역에서도 좋은 성능이 나와야 KAN을 믿을 수 있다는 점을 강조했다. 적절한 비교 없이는 KAN이 유망한 대안인지 확신하기 어렵다는 입장이다.

KAN의 가장 큰 문제점은 느린 학습 속도다. 같은 매개변수에 대해 KAN은 MLP보다 약 10배 더 학습하는데 오래 걸린다. 따라서 매우 긴 학습 시간이 필요한 LLM에 이 접근법을 사용하면 문제가 될 수 있다. 하지만 류는 아직 효율성을 최적화하지 않아 학습 속도가 느릴 뿐, 최적화를 통해 점차 학습 속도를 늘려갈 수 있다는 입장이다. 현재 KAN은 엄청난 관심을 받고 있는 만큼 이 약점은 빠른 시일 내에 개선될 수 있을 것이라는 평가를 받고 있다.

*편집진: 영어 원문의 출처는 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)으로 본지의 편집 방향과 일치하지 않을 수도 있습니다.

가장 앞서있다 평가받는 日, 민간투자 54조원
韓, 2028년까지 1,000억원 '中의 10%' 수준
국내 배터리 3사, 전고체 배터리 개발에 박차

'차세대 배터리'로 불리는 전고체 배터리 시장을 선점하기 위한 한·중·일 3국의 경쟁이 치열하다. 글로벌 전고체 시장에서 일본이 다소 앞선 것으로 평가받는 가운데, 한국은 삼성SDI·LG에너지솔루션·SK온 등 배터리 3사를 중심으로 전고체 배터리 개발에 적극 나서고 있으며 중국은 사상 최대 규모인 1조원의 재정을 투입하기로 하면서 선두 주자를 바짝 추격하고 있다.

中, CATL 등 6개 기업에 사상 최대 규모 자금 투입

4일 배터리 업계에 따르면 중국 정부는 전고체 배터리 연구개발(R&D)에 오는 2027년까지 총 60억 위안(약 1조1,270억원)을 투자한다고 밝혔다. 사상 최대 규모의 지원금으로 닝더스다이(CATL), 비야디(BYD), 웰리온, 상하이자동차, 지리자동차, 이치자동차 등이 추진하는 7개 프로젝트에 자금이 투입될 예정이다. 앞서 중국 정부는 전고체 산업 육성을 위한 산·학·연 협력체 '중국 전고체 배터리 혁신 플랫폼(CASIP)'을 출범한 바 있다.

일본 정부는 이미 2020년 탈석탄화 기술지원기금 가운데 수천억엔을 전고체 배터리 개발에 배정해 일본 기업의 전고체 배터리 R&D를 위한 보조금으로 지원했다. 최근에는 2030년까지 총 5조6,000엔(약 54조5,000억원)의 민·관 투자를 계획하고 있다. 전기차 탑재용 배터리를 '경제 안보상 중요 물자'로 지정하고 '그린에너지 자국 생산 감세 제도' 도입했다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 달리 고체 전해질로 에너지 밀도와 안전성이 뛰어나 '꿈의 배터리'로 불린다. 배터리 성능이 높으면서도 인화성 물질이 없어 화재 위험이 낮아 다양한 형태로 제작이 가능하고 충전 시간을 획기적으로 감축할 수 있어 15분을 충전하면 서울과 부산 왕복 주행이 가능하다. 파이낸셜 타임스에 따르면 전고체 배터리가 이르면 2025년 성공해 2030년에는 10%를 웃도는 시장 점유율을 보일 것으로 전망된다.

이에 우리 정부도 차세대 배터리 지원에 2028년까지 1,172억원의 예산을 편성했다. 하지만 이는 중국 정부 지원금의 10분의 1가량에 불과하다. 배터리 R&D 투자에 대한 대기업의 세액공제율도 상향 조정했으나, 소극적인 정책이라는 비판이 이어지고 있다. 배터리 기술 개발에 들어가는 비용은 천문학적인 수준인 데다 아직 전고체 배터리 기술은 초기 단계고 안정적 보급까지 시간이 소요되는 만큼 정부의 적극적인 지원으로 패권 잡기를 준비해야 한다는 지적이 다.

日, 세계 전고체 배터리 관련 특허의 49% 차지

현재 전고체 배터리 상용화 시장은 한·중·일 3파전 구도다. 이 가운데 일본이 선제적으로 전고체 배터리 기술 개발에 나서면서 다소 앞선 것으로 평가받고 있다. 전기차 시장 초기 대응에 한발 늦어 산업의 주도권을 한국, 미국, 중국 등에 빼앗긴 일본은 전고체 배터리 개발에 선제적으로 나서며 반격의 기회를 노리고 있다. 실제로 2013~2021년 전 세계 전고체 배터리 관련 특허 출원 총 5,438건 중 일본 기업의 특허 출원 수는 2,645건으로 전체의 48.6%를 차지했다. 특허 출원 건수 상위 20곳 중 14곳이 일본 기업인 셈이다.

일본 기업은 전고체 배터리 상용화 시점을 2027~2028년으로 잡았다. 현재 토요타는 2027~2028년 석유화학·소재기업인 이데미츠 코산과 협력해 충전 시간이 10분 이내, 항속거리 약 1,200km를 목표로 한 황화물계 전고체 배터리를 개발 중이다. 닛산은 2028년 전고체 배터리가 탑재된 전기차를 공개할 예정으로, 최근에는 요코하마 공장에 구축 중인 전고체전지 파일럿 생산 라인을 공개했다. 혼다도 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축할 예정이다.

중국에서는 세계 1위 배터리 기업인 CATL의 변화가 가장 눈에 띈다. 쩡위친 CATL 회장은 지난 3월까지만 해도 "전고체는 기술 난제가 많아 상품화까지 멀었다"며 보수적인 입장을 보였지만 한 달 만에 "오는 2027년부터 전고체 배터리를 소량 생산하겠다"고 밝히며 방향을 선회했다. 상하이차는 내년까지 전고체 배터리 생산라인을 갖추고 오는 2026년부터 양산에 착수할 방침이다.

삼성SDI 2027년, LG엔솔·SK온 2030년 내 양산 목표

LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 등 국내 배터리 제조 3사도 전고체 배터리 개발을 추진하고 있다. 가장 발 빠르게 움직이는 곳은 삼성SDI다. 삼성SDI는 오는 2027년 전고체 배터리를 양산하겠다는 계획을 밝혔다. 이미 지난해 4분기 S라인에서 전고체 배터리 샘플을 생산해 고객사로 출하해 현재 고객사와 샘플에 대한 평가를 진행 중이다.

LG에너지솔루션은 2030년 양산을 목표로 속도보다는 완성도에 집중한다는 전략이다. 김동명 LG에너지솔루션 사장은 지난 3월 11일 '인터배터리 2024' 기간 중 전고체 배터리와 관련해 "완성도를 먼저 생각하고 있다"며 "시간이 걸리더라도 제대로 된 것을 만들어 내려고 하고 있다"고 말했다.

SK온은 전고체 배터리 개발을 위해 미국 솔리드파워와 협력을 강화하고 있다. 지난 1월 CES 2024에서 기술 이전 협약을 체결해 솔리드파워의 전고체 배터리 셀 설계, 파일럿 라인 공정 등 기술을 확보한 것이 대표적이다. 내년에는 대전의 배터리 연구원에서 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축할 예정이다. 구체적인 양산 시점은 2029년경으로 추정하고 있다.

키스 질 X 게시글에 게임스톱 주가 폭등, 주가조작 의혹↑
등락 폭 큰 밈 주식, 480달러 주가 10달러대까지 떨어지기도
월가 우려에 모건스탠리도 긴장, "자칫하단 신뢰도 하락할 수 있어"

모건스탠리의 주식거래 플랫폼 E*트레이드(E*TRADE)가 '밈(meme) 주식' 열풍의 중심에 선 '월가의 대왕 개미' 키스 질(일명 로어링 키티)의 퇴출을 검토하고 있다. 월가에서 밈 주식에 대한 우려가 걷잡을 수 없이 확산하자 자칫 불거질 수 있는 불똥을 피하겠단 취지로 보인다.

E*트레이드, '밈 주식' 대표주자 키스 질 퇴출 검토

월스트리트저널은 3일(현지 시각) "E*트레이드가 자사 플랫폼에서 키스 질이 더 이상 활동하지 못하도록 퇴출하는 방안을 검토 중"이라는 내용을 보도했다. 밈 주식의 대표주자 질이 미국의 비디오 게임 소매업체 게임스톱의 주가를 조작했단 의혹에 따른 조치다.

앞서 질은 E*트레이드 계정 스크린샷을 통해 그가 1억4,000만 달러(약 1,930억원) 가치의 게임스톱 주식을 보유하고 있음을 공개했다. 이후 2일 기준 계정에 남아있는 주식 가치가 8,550만 달러(약 1,170억원)에 이른다고 재차 공개했다. 해당 게시글이 확산하자 게임스톱의 주식은 급등했다.

3일 기준 하루에 무려 21%의 상승률을 보였다. 이는 질이 지난달 주식 공개 활동을 시작하기 전과 비교하면 60% 이상 오른 수준이다. 이에 E*트레이드와 모건스탠리는 질의 행동이 주식 조작에 해당하는지, 그리고 회사가 그를 퇴출할 경우 발생할 논란을 감내할 것인지 등을 두고 논의 중인 것으로 전해졌다.

특정 인물 따라가는 밈 주식, 등락 폭도 커

밈 주식이란 온라인상에서 소문을 타고 개인 투자자들이 몰려 주가가 급등하는 주식을 뜻한다. 이번 사태의 중심인 게임스톱은 밈 주식의 효시로 꼽힌다. 앞서 지난 2021년 질은 "공매도 세력에 맞선다"며 게임스톱 집중 매수를 이끈 바 있다. 당시 질은 X(옛 트위터)를 통해 의자에 몸을 기대고 비디오 게임을 하고 있는 남성 사진을 올렸다. 그러면서 "앞으로 바쁜 몇 주가 될 것"이라는 대사가 담긴 영상도 함께 게재했다. 질의 사진과 영상이 게재된 후 게임스톱 주가는 폭등하기 시작했고, 시장에도 밈 주식의 등장이 알려졌다.

문제는 밈 주식은 등락 폭이 크다는 점이다. 실제 게임스톱 주가는 2021년 당시 18달러였다가 3주 만에 480달러대로 치솟더니 다시 폭락해 10달러대에 머물렀다. 이는 최근 추세도 마찬가지다. 게임스톱은 지난달 13일과 14일 월가 증시에서 각각 74.3%, 60.1% 폭등했으나 15일 18.9% 폭락했다. 또 다른 밈 주식인 AMC도 13일, 14일 각각 78.3%, 32.6% 폭등하다 15일 20.3% 폭락했다. 블랙베리 주가 역시 13일, 14일 7%, 11.4% 연이어 오르다 15일 6.9%가 빠졌다. 밈 주식에 주가 조작 의혹이 거듭 따라붙는 이유다.

월가서도 우려↑, "사전 차단 못 하면 신뢰 하락으로 이어질 수도"

최근엔 밈 주식의 롤러코스터 주가에 월가 차원의 우려도 쏟아진다. 보아즈 와인스타인 사바 캐피털 최고투자책임자(CIO)는 지난달 14일 "밈 주식에 대한 관심이 투자가 아닌 투기로밖에 보이지 않는다"면서 "성실한 자세로 투자에 임하는 사람들을 조롱하는 행위와 비슷하다"고 지적했다. 한순간의 유행을 따르는 주가 흐름은 정상적이지 않음을 꼬집은 것이다.

이렇다 보니 시장에선 이번 기회에 밈 주식을 제대로 관리하지 못하면 E*트레이드의 신뢰도에 큰 문제가 발생할 수 있다는 의견이 나온다. 사실상 모건스탠리가 E*트레이드를 인수한 명분이 사라진단 의미다. 모건스탠리는 지난 2020년 E*트레이드를 총 130억 달러(약 18조원)에 인수한 바 있다. 자산관리 부문에서 전략적 도약을 이루고 지속 가능한 수입원을 찾겠단 취지였지만, 주식거래 플랫폼으로서의 신뢰가 하락하면 수입원 추가란 모건스탠리의 장기 계획은 틀어질 수밖에 없을 것으로 시장은 보고 있다.