이 기사는 2022년 12월 29일 10:00 thebell 에 표출된 기사입니다.

'메모리 반도체 강자' 삼성전자와 SK하이닉스가 지금의 경쟁력을 지킬 유일한 대책은 기술 패권을 경쟁국에 내주지 않는 것이다. 특히 고대역폭메모리(HBM) 등 데이터센터에 들어가는 하이엔드(고사양) 메모리 분야에서 '초격차'를 유지하는 것이 핵심이라는 게 업계의 지적이다.

그러나 삼성전자와 SK하이닉스를 추격하는 미국 메모리 제조사 마이크론도 D램과 낸드플래시에서 국내 기업을 뛰어넘거나 비슷한 수준의 기술 개발 성과를 내놓곤 한다. 실제로 주요국 경쟁사들의 기술 수준은 어느 정도일까. 한국 메모리 산업의 '초격차 기술' 전략이 유지될 수 있을까.

◇기술 격차 얼마나 좁혀졌나

메모리 반도체 기술 진화의 방향성은 '용량성(Density)의 확대'로 요약된다. 전 세계적으로 D램은 중앙처리장치(CPU)와 연동된 DDR(데이터전송방식을 의미)이 표준으로 쓰이고 있는데, DDR4에서 5, 6로 진화할수록 용량은 커지고 속도가 빨라지는 것을 의미한다.

이는 쉬링크(공정기술 미세화) 기술로 구현된다. 삼성전자와 SK하이닉스는 극자외선(EUV) 장비로 회로 간격을 얇게, 칩 사이즈는 작게 만드는 데 집중하고 있다. 미세화로 집적도를 높인다는 건 같은 면적에 담을 수 있는 용량이 커지고 크기는 작아지는 것을 의미한다. 낸드의 경우 수직으로 셀을 쌓는 적층을 통해 용량과 속도를 높인다.

삼성전자와 SK하이닉스의 메모리 기술 수준이 세계 최강자의 위치에 있는 건 분명하다. 그러나 업계 일각에선 메모리 업체 간 기술격차가 크게 좁혀진 것 아니냐, 미국 정부의 든든한 지원이 뒷받침되고 있는 마이크론이 한국 기업을 맹추격하는 것 아니냐는 우려도 나오고 있다. 실제로 마이크론은 지난해 세계 최초로 10나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m)급 4세대 D램을 양산했다. 최근엔 10나노급 5세대 D램 샘플도 가장 먼저 공개했다.

반면 삼성전자 고위임원 출신 한 인사는 "중국 기업과 마이크론 등 경쟁사는 신기술을 개발하면 기술적으로 앞서는 부분을 적극적으로 내세우지만 세계 1위인 삼성전자는 양산 기술이 아니면 굳이 발표하지 않을 뿐"이라고 설명했다.

◇신기술 개발보다 중요한 건 양산과 수율

마이크론 등이 미세공정 기술을 개발했다고 발표하더라도 양산이 가능하다거나 수율이 어느 정도 확보됐다는 뜻은 아니다. 반도체 사업에선 신기술이 중요한 게 아니라 수익과 직결되는 수율(완성품 중 양품 비율)을 얼마나 맞출 수 있느냐가 핵심이란 지적도 나온다.

D램의 경우 미세화 공정으로 갈수록, 낸드는 적층 수준이 올라갈수록 당연히 수율을 끌어올리기가 어렵다. 그러나 같은 반도체 칩을 10나노로 생산하느냐, 5나노로 생산하느냐 그 자체가 중요한 건 아니다. 5나노 공정이더라도 수율이 일정 수준 이상으로 확보되지 않으면 사업성이 없다.

김양팽 산업연구원 전문연구원은 "10나노 이후부턴 1나노 줄이는 게 대단히 어렵다"며 "(마이크론과 달리) 삼성전자는 D램 공정에 EUV 장비를 도입해 사용하고 있는데 이런 식으로 계속 공정에서 앞서가야 한다"고 진단했다. 삼성전자와 SK하이닉스는 EUV 장비를 활용해 집적화를 높이고 넷다이(Net Die, 웨이퍼당 생산 가능한 칩 수)를 늘려 수익성을 끌어올리고 글로벌 메모리 시장을 선도하고 있다.

기술 초격차로 경쟁사의 추격을 멀리 따돌리고 시장을 주도하는 것 역시 중요하다. 특히 하이엔드 분야에선 중국 등 경쟁사와의 격차가 상대적으로 큰 상황이기 때문에 이 분야에서 승부수를 던져야 한다는 지적이 나온다.

김 연구원은 이어 "반도체는 수율에 따라 수익이 좌우된다"며 "수율도 초격차 기술의 하나인데 (노하우가 축적된) 삼성전자와 SK하이닉스가 경쟁 우위에 있다"고 설명했다. 이어 "(새 D램 규격인) DDR5가 올해 나왔고 내년에 보급되기 시작해 2024년이 되면 시장 절반을 차지하게 될 것"이라며 "그러고 나면 DDR6라든지, 저전력·고성능 제품을 먼저 개발하고 수율을 끌어올려야 한다"고 말했다.

반도체 업계 한 관계자는 "한국은 반도체 제조 기술이 뛰어난 것이지 설계 분야에서 차별성이 있는 건 아니다"라며 "우리가 DDR6로 경쟁사보다 더 빨리 간다고 해도 결국에는 다 따라오게 된다"고 우려했다. 이어 "저가용 메모리는 대단한 기술이 아니고 간단한 회로"라며 "로엔드(저사양) 메모리 주도권은 미국과 중국에 넘어간다고 생각하고 계획을 짜야 한다"고 덧붙였다.