‘마의 벽 10나노’… 삼성전자·SK하이닉스 ‘초미세공정’ 극한 경쟁

■ SK하이닉스 ‘10나노급 6세대 D램 개발’에 패권전 가열
삼성, 연말 1c D램 양산 돌입
7세대 개발 팀도 꾸려 승부수
마이크론, K메모리 추격 전략

SK하이닉스가 세계 최초로 현존 D램 중 가장 미세화된 ‘10나노(1㎚=10억분의 1m)급 6세대(1c·11∼12나노)’ 기술 개발에 성공하면서 글로벌 패권을 놓고 ‘초미세공정 한계 돌파’ 경쟁이 재차 가열되는 양상이다.

메모리 업계 1위인 삼성전자는 연말 1c D램의 양산에 돌입하는 데 이어 당초 2026년으로 예정됐던 7세대(1d·10나노) 개발을 앞당기기 위해 1년 가까이 앞당겨 원팀을 꾸리는 등 초격차 승부수를 띄우고 나섰다.

향후 2년 안에 7세대 구현에 성공하면 마의 장벽인 10나노 문턱도 넘어설 것으로 기대된다. 선폭을 뜻하는 나노 수치가 작아질수록 수율과 성능, 전력효율을 획기적으로 개선할 수 있다.

29일 SK하이닉스는 1c 기술이 적용된 DDR5를 연내 양산할 준비를 마치고, 내년부터 본격적인 제품 공급에 나서겠다는 구상을 밝혔다. 앞서 5세대(1b·12∼13나노)의 경우 지난해 5월 삼성전자가 SK하이닉스보다 열흘 먼저 양산했는데, 6세대는 SK하이닉스가 치고 나가는 모양새다. 특히 인공지능(AI) 열풍으로 고대역폭메모리(HBM)에 대한 수요가 급증한 가운데, 향후 HBM4E(7세대) 등에도 1c 기술을 접목하겠다는 방침을 세웠다.

삼성전자는 ‘양산’ 시점에 방점을 찍었다. 앞서 지난 3월 미국 캘리포니아 마운틴뷰에서 열린 글로벌 반도체 학회 ‘멤콘 2024’에서 1c 기술이 적용된 D램에 대한 구체적인 양산 일정을 올해 말로 제시했다. 이는 SK하이닉스가 이날 밝힌 양산 구상보다 앞선 시점이다. 삼성전자는 1d 개발을 앞당기기 위한 조직 구성도 조기에 완료했다.

미국 마이크론은 4세대(1a·13∼14나노)에서 삼성전자를 꺾고 가장 먼저 공정 개발에 성공했지만, 6·7세대 경쟁에선 양강인 삼성전자와 SK하이닉스에 뒤처지는 모양새다. 마이크론은 1b 공정까지 EUV(극자외선) 장비 없이 D램을 제조하고 있다. 하지만 삼성전자가 EUV를 활용한 D램 제조 기술을 확보한 이후로 1c 공정부터 EUV를 사용하는 추격 전략을 통해 격차를 좁히겠다는 구상이다.

반도체 업계에선 ‘초미세공정’이 기술력을 과시하는 표준으로 자리 잡은 만큼 ‘극한 경쟁’이 당분간 계속될 것으로 전망하고 있다. 다만 미세 공정을 고도화하는 데 한계에 다다랐다는 전망도 동시에 나오면서 향후 반도체 집적도를 극대화하기 위한 방안인 ‘하이브리드 본딩’ 등 경쟁으로 옮겨갈 것이라는 관측도 나오고 있다.

업계 관계자는 “특히 10나노 이하에서는 D램 선폭이 대폭 줄어들면서 전하 저장 구현이 어려워지고 있다”며 “패키징 등 새로운 방식으로 D램 개발 경쟁이 새롭게 전개될 것”이라고 말했다.

김성훈 기자 tarant@munhwa.com