삼성전자·SK하이닉스·마이크론, 치열한 메모리 경쟁의 승자는?

기술 격차가 좁혀진 동적 메모리(디램, D-RAM) 시장에 불이 붙었다.

SK하이닉스는 12일, 이달 초부터 10나노 4세대(1anm) 공정의 모바일 디램을 양산하기 시작했다고 밝혔다. 4세대로 출시된 이번 SK하이닉스의 디램은 미국 마이크론이 지난 달 양산을 시작한 4세대 공정(14nm)과 같은 수준이지만, 극자외선 노광 공정(EUV)을 활용했다는 차이가 있어 주목을 받고 있다.

초미세공정 한정 장비에서 디램까지… EUV공정 영역 확대

웨이퍼에 반도체 회로를 그리는 포토공정에 활용되는 EUV장비는 기존 공정인 불화 아르곤(ArF) 광원보다 파장 길이가 짧아 회로 패턴의 집적도를 높여준다. 반도체 회로 패턴의 간격은 좁게 그릴수록 부피가 줄고 성능도 올라가기에 기술 격차를 가르는 핵심 지표이기도 하다.

EUV 장비는 네덜란드 기업 ASML에서 독점 공급하는 탓에 출고 수량이 한정적이다. 이로 인해 5나노 이하의 초미세공정인 시스템 반도체(non-memory semiconductor, 비메모리 반도체)에 주로 사용되던 고가의 장비였다. 이 장비를 보유한 기업도 반도체를 생산하는 파운드리 1, 2위 기업인 TSMC와 삼성전자 정도에 그쳤다.

그러나 메모리 반도체의 기술 격차가 줄고, 집적 회로 구현에 한계가 찾아오면서 디램에 EUV장비를 활용하는 사례가 확대되기 시작했다.



‘EUV 선제 도입 삼성전자·SK하이닉스’ vs ‘기존 기술 극대화 마이크론' 경쟁 구도 심화

디램 EUV공정에 가장 앞선 반도체 기업은 삼성전자다. 지난해 3월 삼성전자는 EUV공정을 적용한 1세대(1x) PC 디램 모듈을 적용·공급하며 주도권을 잡았다. 그러나 이후 착수한 4세대 디램 양산 개발이 더뎌져 신제품 소식이 지연되고 있다.

SK하이닉스는 12일 4세대 모바일 디램 양산 소식을 발표하며 기술 경쟁력을 한층 심화했다. EUV기술이 도입된 이번 제품은 기존 대비 웨이퍼 한 장당 디램 수량을 늘리고 전력 소비를 줄이는 성과를 거뒀다. SK하이닉스 4세대(1a) 디램 태스크포스(TF)장 조영만 부사장은 “EUV를 양산에 본격 적용해 최첨단 기술 선도 기업의 위상을 공고히 할 수 있을 것”이라며 향후 기술 경쟁 전망에 기대를 걸기도 했다.

마이크론은 그간 반도체 업계 1, 2위에 해당하는 삼성전자, SK하이닉스와의 기술 경쟁에 밀려 3위를 차지하는데 그쳤다. 그러나 공격적인 인력 투자로 점차 기술 격차를 줄여갔고,결국 지난 6월 4세대 디램 양산을 통해 기술 선점에 성공했다.

6월 당시 마이크론은 정확한 집적 수치를 밝히지 않아 기술을 ‘뻥튀기’한 게 아니냐는 시장의 의구심을 받고 있었다. 이후 칩 분석 업체 테크인사이츠(Techinsights)가 이달 8일 ‘마이크론의 디램은 14nm 공정(1a, 4세대)에 해당한다’고 밝히며 기술력을 인정받았다. 이로써 마이크론은 강력한 경쟁자를 제치고 가장 먼저 차세대 기술을 선점한 기업이 됐다.

다만 마이크론의 향후 경쟁력에 대해서는 물음표가 붙은 상황이다. EUV공정 도입이 삼성전자, SK하이닉스보다 뒤쳐진 상황이기 때문이다. 마이크론이 기존 공정으로 4세대 기술을 이뤄냈지만, EUV도입이 늦어질수록 차세대 공정의 집적 기술에서 불리한 위치에 서게 될 수밖에 없다.

한편 삼성전자는 지난 1월 실적 발표에서 올해 내 EUV 공정을 적용한 4세대 디램 제품을 양산할 계획을 밝힌 바 있다. SK하이닉스와 마이크론이 디램 기술 격차를 바싹 따라잡고 있는 가운데, 삼성전자의 EUV 공정 디램이 이를 떨쳐낼 수 있을지 귀추가 주목된다.