中 반도체 200조 투자 삼성전자 추격..첨단 기술개발 경쟁 치열

삼성전자가 세계 최초로 양산에 성공한 4세대 64단 V낸드. [삼성전자 제공]

[이데일리 양희동 기자] 올해 세계 메모리시장이 ‘슈퍼사이클’ 도래로 호황기에 접어들면서, 반도체업체들은 첨단 기술 개발을 통한 점유율 확보 전쟁이 벌어지고 있다. 특히 SSD(스테이트솔리드디스크) 수요 급증으로 각광 받고 있는 낸드플래시 분야는 3D낸드 적층 기술 개발 경쟁이 본격화되고 있다. 메모리분야 절대 강자인 삼성전자(005930)는 4세대 3D낸드인 64단 V낸드 양산을 작년에 마친데 이어 올해 5세대 V낸드 개발에 돌입했다. 또 SK하이닉스는 3세대인 48단 양산을 마치고 64단을 거치지 않고 곧바로 4세대인 72단 개발을 연내에 마친다는 야심 찬 계획을 내놨다. 여기에 낸드 분야 선구자인 일본 도시바와 합작한 미국 웨스턴디지털도 얼마 전 64단 시험 생산에 돌입했다.

3D낸드시장 선점 위한 적층 기술 가속화

29일 반도체업계에 따르면 삼성전자는 지난해 4세대 3D낸드인 64단 V낸드 양산에 성공한데 이어 올해 들어 5세대인 96단 V낸드 개발을 시작한 것으로 알려졌다. 삼성전자는 지난 2013년 세계 최초로 1세대 3D낸드인 24단 양산에 성공한 이래 ‘36-48-64’로 이어지는 2~4세대 공정에서 업계 선두자리를 놓치지 않고 있다. 그러나 SK하이닉스가 지난해 3세대 D낸드인 48단 양산에 이어 올해 64단을 건너뛰고 곧바로 72단 개발을 마치겠다고 발표, 기술 경쟁에 한층 가속도가 붙은 상태다.

삼성전자도 경쟁사들의 기술 격차를 벌림과 동시에 중국 업체들의 도전을 뿌리치고 시장 지배력을 강화하기 위한 5세대 V낸드 개발을 공식화했다.

권오현 부회장도 지난 24일 정기 주주총회에서 “중국의 반도체 투자 규모가 200조원을 넘는 등 장기적으로 굉장한 위협 요소인 만큼 기술 개발 가속화와 인재·기술 유출 차단에 주력하겠다”며 “5세대 V낸드 등 첨단공정을 적기에 개발해 기술 격차를 지속적으로 확대해 나갈 계획”이라고 앞으로의 기술 로드맵을 밝힌 상태다.

이들 회사들이 앞다퉈 3D 낸드 적층 기술 경쟁을 벌이고 있는 이유는 고용량·초고속 저장 기능을 확보하기 위해서다. 3D낸드는 1단으로 돼 있는 2차원 낸드와 달리 셀을 수직으로 아파트처럼 쌓아올려 저장 용량을 늘리는 방식이다. 특히 3D낸드 제품은 클라우드 환경 확산에 따른 기업용 서버나 SSD 등에 사용되는 프리미엄 제품 수요가 급증하고 있어, 기술 확보를 통한 시장 선점을 위한 업체 간 경쟁이 더욱 치열해지고 있다.

업계 한 관계자는 “낸드 적층 수준이 올라갈수록 적은 전력으로 더 작은 공간에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다”며 “메모리업체 입장에선 기술 격차를 크게 벌릴 수록 새롭게 늘어난 낸드 용량으로 확보한 시장을 상당기간 선점할 수 있기 때문에 끊임없는 적층 기술 개발이 중요하다”고 설명했다.

삼성전자·SK하이닉스…5세대 이후 고려한 인프라 구축

삼성전자는 현재 경기도 화성 반도체공장에서 64단 V낸드를 양산하고 있지만 물량이 충분히 확보되지 않아 주요 거래선에 우선 공급하고 있는 것으로 전해진다. 오는 6월 V낸드 전용 생산시설인 평택 공장이 완공되면 본격적으로 64단 제품에 탑재된 SSD제품 등을 선보일 예정이다. 또 연내에는 평택 공장을 기반으로 다음 세대인 96단 V낸드 개발에 대한 청사진을 제시할 것이란 관측이 지배적이다.

SK하이닉스도 올해 하반기 72단을 양산한 이후 연말쯤에는 5세대 3D낸드 개발 계획을 발표할 가능성이 높다. SK하이닉스는 현재 3세대 48단 제품을 경기 이천 M14공장 2층에서 생산하고 향후 72단도 이곳에서 양산할 계획이다. 또 5~6세대 3D낸드 양산을 염두에 두고 2조 2000억원을 들여 충북 청주에 23만 4000㎡로 건설할 반도체 공장에는 오는 8월 착공해 2019년 6월 완공할 예정이다.

또 다른 업계 관계자는 “일반적으로 3D낸드의 적층 한계는 200단 정도로 보고 있지만 한 세대가 어느 정도로 분화돼 나갈지는 예상할 수 없다”며 “앞으로도 상당기간은 적층 기술 우위를 점하기 위한 업체 간 경쟁은 치열하게 전개될 것”이라고 말했다.

한편, 현재 세계 낸드플래시 시장 점유율은 삼성전자가 37.1%로 압도적 1위를 도시바(18.3%), 웨스턴디지털(17.7%), 마이크론(10.6%), SK하이닉스(9.6%) 등이 뒤를 잇고 있다.

지난해 4분기 기준 세계 낸드플래시 시장점유율. [자료=D램익스체인지]