도승용 SK하이닉스 부사장(DT 부문장)이 ‘엔비디아 GTC 2026’ 패널 토론에 참석해 발언하고 있다. /SK하이닉스 제공

SK하이닉스가 인공지능(AI) 시대 급증하는 메모리 수요에 대응하기 위해 ‘자율형 반도체 공장’ 구축에 나선다.

도승용 SK하이닉스 DT 부문장(부사장)은 17일(현지시간) 미국에서 열린 ‘엔비디아 GTC 2026’ 패널 토론 ‘Building the Future of Manufacturing’에서 “AI 수요 확대에 대응하는 과정에서 생산능력 확대와 제조 혁신이라는 두 가지 과제를 동시에 해결해야 하는 상황”이라고 밝혔다.

도 부사장은 반도체 산업의 구조적 한계도 언급했다. 그는 “AI 메모리 수요는 급격히 늘고 있지만 반도체 제조는 같은 속도로 확장하기 어려운 산업”이라며 생산능력 확대와 공정 효율 개선이 동시에 필요하다고 강조했다.

SK하이닉스는 현재 한국과 글로벌 차원에서 생산능력 확대를 추진 중이며, 미국 인디애나 투자도 이러한 전략의 일환이다. 신규 팹은 건설과 양산 안정화까지 상당한 시간이 필요한 만큼 기존 생산라인의 효율을 높이는 작업이 병행돼야 한다는 설명이다.

또 HBM 등 고부가가치 맞춤형 메모리 제품 비중이 확대되면서 제조 환경 역시 빠르게 복잡해지고 있다고 진단했다. 품질과 비용, 생산 속도 간 균형을 맞추는 의사결정이 어려워지면서 기존의 경험 중심 자동화 방식만으로는 대응하기 어렵다는 것이다.

이에 SK하이닉스는 2030년을 목표로 ‘자율형 팹(Autonomous FAB)’ 구축을 추진하고 있다. 공장이 데이터를 기반으로 스스로 학습하고 의사결정을 수행해 설계부터 양산까지의 전환 속도를 크게 높이겠다는 구상이다.

이를 위해 회사는 ‘오퍼레이셔널 AI’, ‘피지컬 AI’, ‘디지털 트윈’ 등 세 가지 기술 축을 중심으로 제조 혁신을 진행 중이다.

오퍼레이셔널 AI는 공장의 ‘두뇌’ 역할을 하며, 엔지니어의 경험과 판단을 데이터 기반 의사결정 시스템으로 구현한다. 이를 통해 설비 유지보수와 결함 분석 등 공정 관리 시간을 50% 이상 줄였다고 설명했다.

피지컬 AI는 공장의 실행 체계를 지능화하는 기술이다. 웨이퍼 이송 장치(OHT)와 AI를 결합한 스마트 물류 시스템과 비전 기반 로봇, 자율주행 물류로봇(AMR) 등을 통해 공장 물류 효율과 안전성을 높이고 부품 재고를 약 30% 줄일 것으로 기대하고 있다.

디지털 트윈은 실제 반도체 공장을 가상 환경에 구현하는 기술이다. SK하이닉스는 엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omniverse) 기반으로 팹 운영을 시뮬레이션하고 생산 흐름과 자재 이동, 공장 레이아웃 등을 사전에 검증하고 있다.

도 부사장은 “세 가지 기술을 결합해 보다 빠르고 유연한 차세대 반도체 제조 체계를 구축하겠다”고 말했다.