D램, DDR5로 세대교체 본격화…메모리시장 '게임체인저' 될까

삼성전자가 9일 업계 최초 모바일용 D램 LPDDR5X를 개발했다고 밝혔다. (사진=삼성전자)

[이데일리 배진솔 기자] 메모리반도체인 D램 시장에서 DDR4에서 DDR5로의 세대교체가 점차 이뤄지고 있다. 삼성전자(005930)도 현존하는 모바일용 D램 중 가장 빠른 ‘LPDDR5X(Low Power Double Data Rate 5X)’를 개발하며 D램 세대교체에 힘을 실어주고 있다. DDR5로의 전환은 수익성 제고 등의 효과가 예상돼 삼성전자 등 국내 메모리 반도체 업황에도 긍정적 영향을 미칠 전망이다.

삼성, 현존 모바일 D램 중 가장 빠른 ‘LPDDR5X’ 개발

삼성전자는 극자외선(EUV) 공정을 적용한 14나노미터(nm·10억분의 1m) 모바일용 D램 LPDDR5X를 업계 최초로 개발했다고 9일 밝혔다. LPDDR5X는 2018년 삼성전자가 세계 최초로 개발한 8기가비트(Gb) LPDDR5에서 속도·용량·소비전력을 한층 더 향상시킨 제품이다. LPDDR5X의 동작 속도는 현존하는 모바일 D램 중 가장 빠른 최대 8.5기가비피에스(Gbps·초당 기가비트)로 이전 세대 제품인 LPDDR5의 동작속도 6.4Gbps 대비 1.3배 빠르다. 특히 업계 최선단 14나노 공정을 적용해 칩의 크기는 줄이면서도 소비전력 효율을 전작 대비 약 20% 개선했다.

삼성전자는 이번 모바일 LPDDR5X의 단일칩 용량을 16Gb으로 개발하고 모바일 D램 단일 패키지 용량을 최대 64Gb까지 확대해 5세대 이동통신(5G) 시대 고용량 D램 수요에 적극 대응할 계획이다. 황상준 삼성전자 메모리사업부 DRAM설계팀 전무는 “최근 증강현실과 메타버스, 인공지능 등 고속으로 대용량의 데이터 처리가 필요한 첨단 산업이 확대되고 있다”며 “삼성전자는 이번 LPDDR5X를 통해 모바일 시장뿐만 아니라 서버, 오토모티브 시장까지 고성능 저전력 메모리 수요를 창출해 나갈 것”이라고 밝혔다.

DDR은 D램 규격으로 뒤에 붙는 숫자가 높을수록 성능이 높아진다. 현재 범용으로 쓰이는 DDR4는 2013년에 출시된 제품이다. DDR5보다 데이터 처리속도는 2배 이상 느리고 전력효율성은 30% 이상 떨어진다. 업계에서는 고성능 DDR5 D램이 지난해부터 스마트폰에 서서히 적용되면서 올해 4분기 PC 시장, 내년 상반기 서버시장에 적용될 것으로 보고 있다. 내년부터 모든 응용처에서 본격적인 DDR5 D램의 세대교체가 일어나는 것이다.

시장조사업체 옴디아에 따르면 D램 시장에서 DDR5 출하량 비중은 올해 0.1%에서 2022년 4.7%, 2023년 20.1%로 급증해 2025년 40.5%까지 늘어날 것으로 추산된다. 반면 DDR4는 2022년 49.5%로 정점을 찍은 후 비중이 감소해 2025년에는 8.5%로 줄어들 전망이다.

특히 인텔이 지난 4일 DDR5를 지원하는 최초 PC용 중앙처리장치(CPU)인 ‘엘더레이크’를 출시하며 PC 시장에서도 DDR5 D램으로 세대교체가 가속화될 것으로 기대하고 있다. 인텔은 내년 상반기엔 ‘사파이어 래피즈’도 출시할 예정이다. 서버 시장에서도 DDR5 도입이 요구가 커질 것으로 기대된다. 코로나19로 서버 시장의 지속적인 성장이 전망되는 가운데 대용량의 반도체가 24시간 가동돼야 하는 서버 시장 특성상 고성능·고용량·저전력 D램에 대한 수요가 큰 상황이다.

DDR5 시장 점유율 전망 (자료=옴디아)

DDR5로 세대교체…교체 수요·공급 제약·가격 프리미엄

현재 범용으로 쓰이는 DDR4에서 DDR5로 세대교체가 이뤄지면 △교체 수요 발생 △공급 제약 △가격 프리미엄 등으로 D램 업황에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다. 최근 반도체 업계에서는 상승세를 이어오던 D램 반도체 가격 하락 사이클이 현실화했다는 진단을 내리고 있다. 시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 지난달 PC용 D램 범용제품(DDR4 8Gb)의 평균 고정거래가격이 전달보다 9.5% 하락했다. 이는 시장에서 제기됐던 4분기 하락 전망치(5~8%)를 넘어선 수치다. 트렌드포스는 “내년 분기별 평균판매가격(ASP)이 올해 대비 15%까지도 추락할 수 있다”며 “대부분의 D램 고객사 재고 수준이 높고 공급과 비교해 수요가 적게 증가하면서 공급 과잉 상황으로 전환할 것”이라고 예상했다.

이런 상황에서 DDR5 D램 반도체가 분위기를 반전시킬 수 있을 것이라는 기대감이 커지고 있다. 현재 D램시장의 주류인 DDR4에서 DDR5로 교체 수요가 늘어나면서 공급 과잉론을 잠재울 수 있고 기존보다 20~30% 높은 원가 구조를 지녔다는 점도 메모리업체에는 유리한 구조라는 것이다. 최도연 신한금융투자 연구위원은 “DDR5전환은 최근 고점 논쟁이 있던 삼성전자, SK하이닉스 등 D램 업체들에게 긍정적인 요소”라며 “DDR5로 전환은 D램 수급에 긍정적이고 DDR4도 초기 시장에서 DDR3 대비 50% 이상의 가격 프리미엄이 형성됐던 것으로 미뤄봤을 때 수익성 제고도 예상된다”라고 말했다.