전례 없는 공급난
전 세계 인공지능 붐으로 메모리 반도체가 심각하게 부족해지면서 반도체 산업의 판도가 바뀌고, 한국 최대 기술 기업들은 어려운 전략적 선택을 해야 하는 상황에 놓였다. 세계 메모리 반도체 시장의 약 3분의 2를 점유한 삼성전자와 SK하이닉스는 지정학적 긴장이 고조되고 미국의 수출 통제가 강화되는 가운데서도 중국 생산시설 투자를 대폭 늘리고 있다. 메모리 가격이 치솟고 제조업체들이 AI 데이터센터 수요를 맞추는 데 어려움을 겪는 한편, 스마트폰과 개인용 컴퓨터 시장에는 필수 부품이 부족해진 상황에 대한 계산된 대응이다.
업계 분석가들은 현재 상황을 15년 만에 가장 심각한 메모리 공급난으로 평가한다. 골드만삭스는 최근 2026년 D램 공급 부족 전망치를 전체 수요의 3.3%에서 4.9%로 상향 조정했고, 낸드플래시 공급 부족은 4.2%에 이를 것으로 내다봤다. 이 투자은행은 시장이 2000년대 후반 이후 가장 빠듯한 수급 상황에 직면했다고 밝혔다. 이번 공급 위기는 대규모 언어 모델을 구동하는 데이터센터에서 그래픽처리장치와 함께 작동하는 특수 반도체인 고대역폭메모리에 대한 수요가 AI 인프라의 폭발적 성장으로 급증하면서 발생했다. HBM 반도체는 AI 연산에 필요한 빠른 데이터 전송 속도를 구현하기 위해 3차원 구조로 수직 적층되므로 기존 메모리 제품보다 훨씬 복잡하고 가치가 높다.
제조업체들이 수익성 높은 AI 부품 생산을 우선하면서 소비자 가전제품에 쓰이는 범용 메모리 반도체 생산은 급감했다. 이번 공급난은 USB 드라이브에 쓰이는 플래시 반도체부터 서버를 구동하는 첨단 D램까지 거의 모든 메모리 품목에 걸쳐 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 일부 품목 가격은 2월 이후 두 배 넘게 뛰었으며, 이번 분기 D램 계약 가격은 55~60% 오를 것으로 예상된다. 이중의 위기는 기기 가격을 끌어올리고 수천억 달러 규모의 디지털 인프라 프로젝트를 지연시키며, 각국 경제가 인플레이션 압력과 무역 관세 불확실성에 대응하는 가운데 AI 기반 생산성 향상까지 늦출 수 있다.
기존 생산기지 재가동
삼성전자는 2025년 산시성 시안 반도체 공장에 4,654억 원, 약 3억880만 달러를 투자했다. 한국 금융감독원에 제출한 연례보고서에 따르면 전년보다 67.5% 늘어난 규모다. 삼성전자의 유일한 해외 메모리 반도체 공장인 이 시설은 회사 전체 낸드플래시 생산량의 약 40%를 담당한다. 이번 투자는 2020년부터 2023년까지 4년간 지출이 중단된 뒤 이뤄진 큰 폭의 투자 재개다. 삼성전자는 2019년 6,984억 원을 투자한 이후 이 공장의 자본 지출을 대부분 중단해 왔다.
SK하이닉스는 중국 사업장에서 한층 공격적인 확장 전략을 추진했다. 장쑤성 우시 공장에 5,811억 원을 투자해 전년 대비 102% 늘렸고, 랴오닝성 다롄 공장에는 4,406억 원을 투입해 2024년보다 52% 확대했다. 우시 공장은 SK하이닉스 전체 D램 생산량의 30% 이상을 담당하고, 다롄 공장은 회사의 주요 낸드 생산기지다. 삼성전자와 마찬가지로 SK하이닉스도 2023년에는 중국 내 두 공장에 투자하지 않았다가 공급난에 대응하기 위해 지난 2년간 지출을 대폭 늘렸다.
다른 지역에 새 공장을 짓는 대신 기존 중국 시설을 확장하기로 한 것은 반도체 제조의 현실을 반영한다. 최신 반도체 공장을 건설하고 장비를 갖춰 최대 생산능력에 도달시키려면 3~5년이 걸린다. AI발 공급난이 시급한 만큼 기존 인프라를 최적화하는 것이 빠르게 공급을 늘릴 수 있는 유일한 현실적 방안이다. 시안과 우시 공장 모두 이미 상당한 투자가 이뤄졌고 공급망과 숙련 인력, 성숙한 제조 생태계를 갖추고 있어 다른 곳에서 이를 재현하려면 수년이 걸린다.
새 공장을 짓는 데는 보통 3~5년이 걸리기 때문에 중국 내 기존 생산기지의 운영을 최적화하면 훨씬 빠르게 공급에 대응할 수 있습니다.
삼성전자 중국법인에서 15년간 근무한 전 삼성전자 부사장이자 세종연구소 객원연구위원인 이병철은 이렇게 말했다. 그는 미국의 수출 통제가 강화되는 가운데 한국 반도체 기업들이 기존 생산기지를 최대한 활용할 수밖에 없다고 지적하면서도, 경쟁이 심화되면 중국 내 생산 비중을 장기적으로 조정하는 방안을 검토할 수밖에 없을 것이라고 경고했다.
워싱턴과 베이징 사이의 전략적 긴장
중국으로의 투자 재개는 미중 기술 관계가 극도로 민감해진 시점에 이뤄졌다. 2025년 8월 바이든 행정부는 삼성전자와 SK하이닉스가 미국산 반도체 장비를 중국 공장에 제한 없이 반입할 수 있도록 했던 검증된 최종사용자 지위를 취소했다. 현재 규제 체계에서는 두 회사 모두 미국산 제조 장비를 중국으로 들여오기 위해 매년 승인을 받아야 한다. 이에 따라 향후 생산라인을 유지하고 업그레이드할 수 있을지 불확실성이 커졌다.
이번 정책 변화는 중국의 첨단 반도체 기술 접근을 제한하려는 워싱턴 전략이 진화하는 최근 흐름을 보여준다. 미국은 특히 인공지능과 군사 분야에서 적대국에 비용을 부과하고 기술 역량을 약화하기 위한 전략적 수단으로 수출 통제를 점점 더 적극적으로 활용하고 있다. 제이크 설리번 국가안보보좌관은 첨단 로직·메모리 반도체를 미국이 가능한 한 큰 우위를 유지해야 할 기반 기술로 규정하며, 몇 세대 앞서기만 하면 된다는 과거 정책에서 벗어나고 있다고 밝혔다.
최근 하워드 러트닉 미국 상무장관이 외국 메모리 반도체 업체들이 미국 내 제조시설 건설을 약속하지 않으면 100% 관세를 부과하겠다고 위협하면서 정치적 압박은 더욱 커졌다. 삼성전자는 현재 텍사스주 테일러에 370억 달러를 투자해 파운드리 단지를 건설하고 있으며, 올해 생산을 시작할 예정이다. SK하이닉스는 인디애나주 웨스트라피엣에 38억7,000만 달러 규모의 첨단 패키징 시설을 짓고 있다. 그러나 업계 분석가들은 메모리 반도체가 계약에 따라 제조되는 부품이 아니라 공개 시장에서 판매되는 표준화된 범용 제품이어서 생산비에 민감하다는 점을 들어 관세 위협을 비현실적인 것으로 보는 경우가 많다.
한국무역협회의 2024년 보고서에 따르면 인건비와 규제 요건이 높고 산업 생태계가 충분히 발달하지 않아 미국의 제조 비용은 동아시아보다 20~40% 높은 것으로 추정된다. 특히 메모리 제조는 미국에서 어려움이 크다. 파운드리 사업은 생산비를 계약 가격에 반영할 수 있지만, 메모리 반도체는 가격 경쟁력이 수익성을 좌우하는 범용 제품이기 때문이다. 미국의 유일한 주요 메모리 제조업체인 마이크론테크놀로지도 핵심 생산기지를 미국 내에 두지 않고 일본, 대만, 싱가포르에 두는 이유다.
이런 압박에도 중국은 한국 반도체 기업에 중요한 시장이자 생산기지로 남아 있다. 중국 정부 당국자들은 투자를 적극적으로 유치하고 있다. 최근 정산제 국가발전개혁위원회 주임은 베이징에서 이재용 삼성전자 회장을 만나 중국의 개방 확대에 따른 기회를 잡고 투자 협력을 확대하라고 촉구했다. 이 회장은 중국이 삼성의 글로벌 전략에서 여전히 중요한 부분이라고 답했다. 이 회장과 곽노정 SK하이닉스 사장은 베이징에서 열린 중국발전포럼에 참석해 2년 연속 행사에 모습을 드러냈다. 지정학적 역풍에도 중국 시장에 계속 주력하겠다는 신호다.
한국 제조업체들이 직면한 전략적 딜레마는 중국이 이들 기업 제품의 거대한 최종 시장인 동시에 핵심 생산 거점이라는 데서 비롯된다. 삼성전자와 SK하이닉스는 현지 생산시설을 통해 중국 내 메모리 반도체 수요의 약 45%를 공급한다. 이 시설에 차질이 생기면 스마트폰 생산부터 자동차 제조까지 글로벌 공급망 전반에 파장이 미쳐 한국 기업과 중국 기술 생태계 모두에 상당한 경제적 피해를 줄 수 있다.
소비자 시장에 번지는 공급난
AI 기업들이 고대역폭메모리 확보에 나서는 동안 제조 역량이 재배분되면서 범용 메모리 품목의 공급난이 심각해졌다. SK하이닉스 D램 마케팅 책임자인 박준덕은 분석가들에게 PC와 모바일 기기 고객들이 공급 제약과 서버 관련 제품의 강한 수요로 인한 직간접적인 영향에 직면해 메모리를 확보하는 데 어려움을 겪고 있다고 말했다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 공급난으로 가격이 급등해 2025년 4분기 DDR5 D램 반도체 가격은 전년 동기보다 314% 올랐다.
이 여파는 전 세계 소비자 가전 시장으로 번지고 있다. 중국 스마트폰 제조업체 샤오미와 리얼미는 메모리 비용 상승을 상쇄하기 위해 2026년 중반까지 스마트폰 가격을 20~30% 인상해야 할 수 있다고 경고했다. 리얼미 인도법인의 프랜시스 웡 최고마케팅책임자는 스마트폰 등장 이후 전례 없는 가격 인상이라고 설명했다. 제조업체가 카메라나 프로세서, 배터리 비용은 아낄 수 있어도 저장장치 비용은 피할 수 없어 전액을 부담하거나 소비자에게 전가해야 한다고 덧붙였다. 시장조사업체 IDC와 카운터포인트는 이제 올해 전 세계 스마트폰 출하량이 최소 2% 감소할 것으로 전망하며 앞서 제시했던 성장 전망을 뒤집었다. 지난해 8.1% 성장한 PC 시장도 2026년에는 4.9% 위축될 것으로 예상된다.
도쿄 전자제품 상가인 아키하바라에서는 사재기를 막기 위해 소매업체들이 하드디스크와 솔리드스테이트드라이브 구매 수량을 제한하기 시작했다. 일부 매장은 메모리 제품을 총 8개까지만 살 수 있도록 제한하고 있으며, 제품의 3분의 1이 품절됐다고 전했다. 게이머들에게 인기 있는 32GB DDR5 메모리 키트 가격은 10월 이후 약 1만7,000엔에서 4만7,000엔 이상으로 올랐다. 고급형 128GB 키트는 두 배 넘게 뛰어 약 18만 엔에 이르렀다. 이번 공급난으로 폐기된 데이터센터 서버에서 회수한 재활용 메모리 반도체의 2차 시장도 호황을 누리고 있다. 캘리포니아의 한 재판매업체는 홍콩 중개업자들이 중국 고객에게 공급하기 위해 서두르면서 월매출이 50만 달러에서 80만 달러 이상으로 급증했다고 밝혔다.
높은 반도체 가격의 수혜를 입고도 삼성전자 역시 공급 압박을 피하지 못했다. 회사의 모바일 사업 부문 이익은 4분기에 10% 감소했다. 공동 최고경영자인 노태문 사장은 어려운 한 해가 될 것이라고 경고하며, 반도체 가격 급등이 기기 생산 비용에 불가피하게 영향을 미칠 것이라고 인정했다. 삼성전자는 올해 AI 기능을 탑재한 갤럭시 기기 보급 대수를 8억 대로 두 배 늘릴 계획이지만, 이런 야심 찬 목표는 삼성 반도체 사업부가 해결하려는 부품 부족으로 차질을 빚을 수 있다. 마이크로소프트, 구글, 아마존, 메타 등 주요 기술 기업들은 메모리 공급업체에 공급 가능한 물량을 가격과 관계없이 모두 사들이겠다며 사실상 무제한 주문을 요청한 것으로 알려졌다. 알리바바, 바이트댄스, 텐센트 등 중국 기술 대기업들은 삼성전자와 SK하이닉스를 상대로 공급 물량 확대를 요청하기 위해 임원들을 파견했다.
근본적인 시장 변화
이번 위기는 일시적인 공급 불균형을 넘어선다. 기술 산업이 메모리 반도체 제조업체의 가치를 평가하는 방식이 구조적으로 바뀌고 있음을 보여준다. 2026년 초 삼성전자와 SK하이닉스의 합산 시가총액은 1조1,400억 달러로, 처음으로 중국 인터넷 대기업 알리바바와 텐센트의 합산 기업가치 1조700억 달러를 넘어섰다. 이 이정표는 AI 투자 열풍이 소프트웨어 애플리케이션에서 하드웨어 인프라로 이동하면서 메모리 반도체가 범용 부품에서 국가 경쟁력에 필수적인 핵심 전략 자산으로 격상됐음을 보여준다.
금융시장은 메모리 반도체가 전통적인 소비자 가전제품 교체 주기를 넘어서는 방식으로 AI 개발에 필수적인 요소가 됐음을 인식했다. 이제 고대역폭메모리는 AI 학습과 추론 작업의 전체 시스템 성능을 좌우하는 병목으로 작용한다. 엔비디아에 반도체를 공급하는 SK하이닉스와 삼성전자는 글로벌 기술 생태계에서 핵심 기업으로 새롭게 부상했다. SK하이닉스는 고수익 HBM과 서버용 DDR5 제품에 힘입어 2025년 연간 영업이익에서 처음으로 삼성전자를 앞질렀다. 삼성전자 주가는 지난해 125% 올라 26년 만에 가장 큰 연간 상승폭을 기록했다.
업계 전문가들은 이번 슈퍼사이클이 과거 반도체 호황보다 더 오래 이어질 수 있다고 본다. 스마트폰과 PC 교체 주기에 따른 과거의 상승기는 보통 1~2년 지속됐지만, 씨티그룹과 KB증권 분석가들은 현재의 공급난이 2027년까지 이어질 수 있다고 전망한다. 지속 기간은 SK하이닉스 용인 클러스터 1단계와 마이크론 뉴욕 공장 등 신규 생산시설의 완공 규모, 빅테크 기업들이 막대한 AI 투자를 성공적으로 수익화해 자본 지출을 유지할 수 있을지 등 여러 요인에 달려 있다. AI 학습에서 추론으로의 전환, 자율주행차와 로봇 같은 피지컬 AI 응용 분야의 등장, 에이전트형 AI 서비스의 발전으로 현재 HBM 중심의 용도를 넘어 메모리 수요가 확대될 것으로 예상된다.
그러나 현재의 호황을 흔들 수 있는 위험도 남아 있다. 구글은 최근 터보퀀트 알고리즘을 이용하면 필요한 메모리를 현재의 6분의 1 수준까지 줄일 수 있다고 발표했다. 이런 효율 개선이 널리 도입되면 장기 수요가 위축될 수 있다. 또한 오픈AI나 소프트뱅크 같은 주요 AI 투자자가 자금 조달에 어려움을 겪어 인프라 구축을 늦춘다면 현재의 공급난은 빠르게 해소될 수 있다. 반도체 장비 매출은 SEMI에 따르면 2027년 1,560억 달러에 이를 것으로 예상되지만, 제조업체들은 생산능력을 공격적으로 확장했다가 시설이 유휴 상태로 남았던 2018~2019년 침체기의 경험 때문에 과잉 투자를 경계하고 있다.
한국 제조업체들은 당장 AI 고객에게 제품을 공급해야 하는 과제와 중국 생산기지를 위협하는 복잡한 지정학적 상황을 동시에 헤쳐 나가야 한다. 시안과 우시 투자는 단기 공급 부족에 대응하기 위한 필수적인 가교 역할을 하지만, 글로벌 시장에 제품을 공급하면서 강대국 간 기술 경쟁에 휘말리지 않도록 균형을 유지해야 하는 기업들의 불안정한 처지도 드러낸다. 한 업계 임원이 말했듯 모두가 공급을 애타게 기다리고 있으며, 메모리 할당 물량을 확보하지 못하면 기업들이 아예 운영을 이어가지 못할 수 있다. 이런 위험에도 중국 시설이 필수적인 이유다.
핵심 내용
- 삼성전자와 SK하이닉스는 골드만삭스가 15년 만에 최악이라고 평가한 세계적인 AI 메모리 공급난에 대응해 중국 반도체 시설 투자를 각각 67.5%, 100% 넘게 늘렸다
- 시안과 우시 공장은 삼성전자 낸드 생산량의 40%, SK하이닉스 D램 생산량의 30% 이상을 담당해 지정학적 위험에도 글로벌 공급망의 핵심 시설로 꼽힌다
- 2025년 8월 검증된 최종사용자 지위가 취소된 뒤 미국은 중국으로 장비를 반입할 때 매년 승인을 받도록 했다. 워싱턴은 한국 기업들이 미국 내 생산을 확대하지 않으면 100% 관세를 부과하겠다고 위협했다
- 일부 품목의 메모리 반도체 가격은 300% 넘게 급등해 스마트폰·PC 제조업체들이 가격을 올리거나 출하량을 줄이도록 압박하고 있으며, 2026년 세계 스마트폰 출하량은 2% 감소할 것으로 예상된다
- 삼성전자와 SK하이닉스의 합산 시가총액은 알리바바와 텐센트를 넘어 1조1,400억 달러에 이르렀다. AI 인프라 수요가 아시아 기술 시장을 재편하고 메모리 반도체를 전략 자산으로 끌어올리고 있다
- 업계 분석가들은 공급난이 2027년까지 이어질 수 있다고 전망하지만, AI 투자 둔화나 메모리 수요를 줄일 수 있는 구글 터보퀀트 알고리즘 같은 기술 발전은 위험 요인으로 남아 있다
