D램도 더 빠르게, 더 효율적으로 절대강자 삼성에 2·3위 맹추격

메모리칩도 기술경쟁 격화
SK하이닉스 현존 최고 속도
풀HD급 영화 15편 1초 처리
美마이크론은 최신공정 구축

◆ 반도체 3국경쟁 심화 ◆

SK하이닉스 모바일용 D램 'LPDDR5T'. 【사진 제공=SK하이닉스】

메모리 반도체 기술 '초격차'를 두고 글로벌 기업 간 경쟁이 치열해지고 있다. 글로벌 3강인 삼성전자, SK하이닉스와 미국 마이크론이 연일 모바일용 D램에서 신기록 경신 경쟁을 펼치는 것이다. 지난해 말 마이크론이 극자외선(EUV) 공정을 대체하는 기술을 선보이며 선두 삼성전자에 도전장을 내민 데 이어 이번에는 SK하이닉스가 기존보다 속도가 13% 빨라진 신제품을 선보였다.

25일 SK하이닉스는 현존 최고 속도인 모바일용 D램 'LPDDR5T'를 개발했다고 밝혔다. 지난해 11월 공개한 모바일 D램 LPDDR5X 성능을 2개월 만에 업그레이드하며 자체 기록을 경신했다. 신제품은 동작 속도가 9.6Gbps(초당 9.6기가비트)로 전작 대비 13% 빨라졌다. 실험 결과 모바일에서 데이터 처리 속도는 초당 77GB다. 이는 FHD(풀HD)급 영화 15편을 1초에 내려받을 수 있는 수준이다. 최고 속도를 구현했다는 점을 강조하기 위해 제품 이름에 '터보(Turbo)'의 T를 붙였다.

LPDDR5 시리즈로 불리는 차세대 모바일용 D램은 스마트폰과 인공지능(AI) 기기 등에 사용되는 고성능·저소비 전력 모델이다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 LPDDR5와 LPDDR5X 모델 비중은 2021년 전체 모바일 시장의 10% 수준에서 올해 말에는 50%를 넘어설 것으로 전망된다.

원래 고성능·저소비 전력 D램 분야 선두 주자는 삼성전자다. 2021년 11월 업계 최초로 14나노 기반 LPDDR5X를 개발했다. 이후 지속적인 기술 경신을 거쳐 작년 말 세계 최초로 초당 8.5Gb의 전송 속도 신기록을 세우는 데 성공했다.

하지만 SK하이닉스 등 경쟁자들이 거세게 추격하며 선두 자리를 위협하고 있다. 마이크론도 1β(1베타) 공정을 적용한 신제품 고성능·저소비 전력 D램(LPDDR5X)의 검증 샘플을 최근 출하했다. 검증을 마치는 대로 올해 초 양산에 나선다는 계획이다.

마이크론 신제품은 전작의 1α(1알파) 공정에 적용한 것보다 전력 효율성을 약 15% 개선하고 밀도를 35% 이상 높인 게 특징이다. 특히 마이크론은 이번 신제품이 자체 개발한 1β 공정을 통해 만들어졌다는 점을 강조했다. 고가의 EUV 장비를 사용하는 대신 자체 개발한 '멀티패터닝' 기술을 적용한 게 특징이다.

기존 EUV 공정이 극도로 얇은 붓으로 한 번에 그리는 방식이라면 멀티패터닝은 상대적으로 두꺼운 붓으로 스케치를 여러 번 하면서 원하는 모양으로 패턴을 좁혀나가는 방식이다. 마이크론은 이번 공정을 일본 히로시마 공장부터 적용해 나갈 계획이다. 마이크론은 현재 히로시마 공장에 1394억엔(약 1조3436억원)을 투자해 반도체 제조 설비를 새로 짓고 있다.

삼성전자도 지난해 업계 최초로 초미세공정인 12㎚(나노미터)급 공정 기술을 사용해 구축한 16Gb DDR5 개발 사실을 공개했다. 서버용으로 시작해 모바일용까지 초미세공정 스펙트럼을 넓힌다는 계획이다.

[오찬종 기자]