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삼성-SK하이닉스, 반도체 초격차 기술로 위기론 극복 나선다

이홍석 기자 | 2018-11-16 08:00
삼성전자 중국 시안 반도체 공장에서 현지 직원들이 생산라인을 살펴보고 있다.(자료사진)ⓒ삼성전자삼성전자 중국 시안 반도체 공장에서 현지 직원들이 생산라인을 살펴보고 있다.(자료사진)ⓒ삼성전자
D램·낸드에 모바일AP 등 제품·기술 개발 연이어
고점론에 중국 추격 가능성에도 격차 벌리기 집중


반도체 고점론 확산으로 내년부터 반도체 경기가 주춤할 것이라는 전망이 나오는 가운데 삼성전자와 SK하이닉스가 제품·기술 개발에 적극 나서고 있어 주목된다.

중국의 추격 가능성이 제기되고 있지만 지금까지 그래왔던 것처럼 기술 격차를 벌리며 반도체 시장 강자의 지위를 유지해 나간다는 전략이다.

SK하이닉스는 최근 2세대 10나노 중반대(1y)급 8기가비트(Gbit) DDR4에 이어 2세대 10나노 중반대 16Gb DDR5 D램을 연이어 개발했다.

10나노 중반대인 2세대 제품은 10나노 후반대 1세대(1x) 대비 생산성이 약 20% 향상됐고 전력소비도 약 15% 이상 감축해 업계 최고 수준의 전력 효율도 갖췄다.

특히 DDR5는 DDR4를 잇는 차세대 D램 표준규격으로 빅데이터·인공지능(AI)·머신러닝 등 차세대 시스템에 최적화된 초고속·저전력·고용량 제품이다. 시장조사기관 IDC는 오는 2020년부터 DDR5 수요가 본격적으로 발생하기 시작해 2021년에는 전체 D램 시장의 25%, 2022년에는 44%로 지속 확대될 것으로 전망하고 있다.

SK하이닉스는 10나노 중반대 미세공정를 적용한 반도체 제품을 연이어 개발하면서 반도체 업계를 선도하는 기술경쟁력을 확보할 수 있게 됐다.

D램에 비해 상대적으로 경쟁력이 약하다고 평가받아 온 낸드플래시에서도 기술 경쟁력 강화가 이뤄지고 있다. 지난달 말 세계 최초로 CTF(Charge Trap Flash) 기반 4D 구조의 96단 512기가비트(Gb) 트리플레벨셀(TLC·Triple Level Cell) 낸드플래시 개발에 성공했으며 연내 초도 양산에 들어간다.

96단 낸드플래시는 세계 1위인 삼성전자와 2위인 도시바메모리가 올해 하반기 양산을 시작한 현존 최고 성능의 낸드플래시 제품이다. 특히 이들과 다른 구조로 만들었다는 의미에서 ‘4D’와 ‘세계 최초’라는 타이틀을 붙였다.

기존 3D 낸드 제품 기술 기반인 CTF 셀 구조에 PUC(peri under cell) 기술을 결합한 것으로 PUC는 셀 작동을 관장하는 주변부 회로인 페리를 데이터 저장 영역인 셀 아래에 배치해 공간 효율을 높인 것이 핵심이다.

이를 통해 72단 512Gb 3D 낸드보다 칩 사이즈는 30% 이상 줄었고 웨이퍼 당 비트 생산은 1.5배 증가할 수 있게 됐다. 또 기존 3D 낸드 대비 4D 낸드의 장점인 작은 칩 사이즈를 활용해 스마트폰용 모바일 패키지에 탑재가 가능해졌다.

반도체 세계 1위 삼성전자도 초격차 기술 유지를 위한 신기술·신제품 개발에 매진하고 있다. 압도적 경쟁 우위에 있는 메모리반도체 뿐만 아니라 시스템반도체의 경쟁력 향상에도 적극 나서는 모양새다.

삼성전자는 지난달 미국 실리콘밸리 미주법인(DSA) 사옥에서 개최된 ‘삼성 테크 데이 2018’에서 차세대 반도체 신제품과 첨단 반도체 기술 로드맵을 공개하며 새로운 성장 비전을 제시했다.

삼성전자는 당시 행사에서 세계 최초 256기가바이트(GB) 서버용 D램을 비롯, 7.68테라바이트(TB) 4비트(쿼드레벨셀·QLC) 서버 솔리드스테이트드라이브(SSD), 6세대 V낸드 기술, 2세대 Z-SSD(기존 초고속 SSD 대비 5배 빠른 응답 속도 구현) 등을 공개했다

상대적으로 경쟁력이 약한 시스템반도체에서도 기술과 제품 개발을 통한 성능 향상이 이뤄지고 있다. 삼성전자는 최근 인공지능(AI) 연산 속도를 약 7배나 향상시킨 프리미엄 모바일 애플리케이션 프로세서(AP·Application Processor) '엑시노스 9(9820)'을 공개했다.

AP는 스마트폰·태플릿과 같은 모바일 전자기기에 탑재돼 명령해석·연산·제어 등 인간 두뇌에 해당하는 역할을 하는 시스템 반도체로 AI와 사물인터넷(IoT) 시대 도래로 중요성이 더욱 커질 전망이다.

이 제품은 성능과 전력효율 향상 뿐만 아니라 영상·음성인식 등에 활용되는 신경망처리장치(Neural Processing Unit·NPU)를 탑재해 AI 연산을 강화한 것이 특징으로 초당 2기가 비트(2Gbps)의 속도로 풀HD(FHD)급 고화질 영화(3.7기가바이트)를 약 15초에 다운로드할 수 있다.

업계 한 관계자는 “새로운 기술과 제품 개발은 일상적으로 이뤄지는 일인 만큼 특별할 것이 없지만 최근 반도체 고점론과 극복 여부가 부각되면서 주목된다”며 “특히 국내 경제·산업에서 반도체 의존도가 더 높아진 상황이어서 두 반도체 업체의 향후 성과에 관심이 더욱 높아질 것”이라고 말했다.
SK하이닉스가 개발한 2세대 10나노급(1y) DDR5 D램.ⓒSK하이닉스SK하이닉스가 개발한 2세대 10나노급(1y) DDR5 D램.ⓒSK하이닉스
[데일리안 = 이홍석 기자]
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