하이닉스, D램 미세공정 한계 세계 첫 돌파

10나노급 6세대 D램 개발 성공
연내 양산해 내년부터 제품 공급
최첨단 미세공정 경쟁 앞서나가
추격자서 '기술 선도자'로 도약
HBM 이어 D램서도 실력 과시

SK하이닉스가 세계 최초로 ‘6세대 10나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m)급 DDR5 D램(1c DDR5 D램)’ 개발에 성공했다. 경쟁사인 삼성전자, 마이크론을 제치고 최첨단 D램 개발 경쟁에서 앞서나가기 시작한 것이다. 인공지능(AI) 서버에 특화된 고성능 반도체인 고대역폭메모리(HBM)에서 승기를 잡은 SK하이닉스가 일반 D램에서도 저력을 과시하고 있다는 평가가 나온다.

 ○7세대 HBM에도 기술력 활용

SK하이닉스는 29일 선폭(반도체 회로의 폭) 10㎚급 6세대 공정을 적용한 16기가비트(Gb) DDR5 D램(사진) 개발을 완료했다고 발표했다. D램 기업들은 10㎚대 D램부터 x, y, z, a, b, c 순서로 알파벳을 붙여 세대를 나눈다. 1c는 11㎚ 수준으로 추정된다. SK하이닉스는 연내 1c D램 양산 준비를 마치고 내년부터 제품을 고객사에 공급할 계획이다.

고성능 데이터센터에 주로 활용될 이번 제품은 동작 속도가 8Gbps(초당 기가비트)로, 이전 세대 대비 11% 빨라졌다. 전력 효율은 9% 이상 개선됐다. 클라우드 서비스를 운영하는 글로벌 고객들이 1c D램을 데이터센터에 적용하면 전력 비용을 이전보다 최대 30%까지 줄일 수 있을 것으로 예상된다.

SK하이닉스는 “10㎚급 D램이 세대를 거듭하면서 미세공정의 난이도가 극도로 높아졌으나 업계 최고 성능이 입증된 5세대(1b) 기술력을 바탕으로 설계 완성도를 개선해 가장 먼저 기술 한계를 돌파했다”고 했다. 1b D램의 기술력을 확장하는 방식으로 1c를 개발했다는 설명이다.

SK하이닉스는 2026년 양산이 예정된 7세대 HBM(HBM4E)에도 1c D램을 활용할 계획이다. 김종환 SK하이닉스 D램 개발담당 부사장은 “최고의 성능과 원가 경쟁력을 동시에 충족시킨 1c 기술을 차세대 HBM, 저전력DDR6(LPDDR6), 그래픽DDR7(GDDR7) 등 최첨단 D램 제품에 적용할 것”이라고 밝혔다.

 ○SK하이닉스 “기술 격차 상당해”

반도체업계는 2021년 1a 기술이 적용된 D램을 본격 양산한 데 이어 작년 2분기부터 1b 기술이 적용된 제품을 만들었다. 앞서 5세대인 1b는 지난해 5월 삼성전자가 SK하이닉스보다 열흘 먼저 양산했다. 업계 관계자는 “1c 기술에서 경쟁사를 수개월은 앞서가고 있을 것”이라고 추정했다.

2010년까지만 해도 업계 1위 삼성전자와 2·3위권 SK하이닉스, 마이크론의 기술 격차는 3년여에 달한다는 게 업계 중론이었다. 2020년대 이후 상황이 달라졌다. 이전 세대인 10나노급 5세대(1b) D램은 메모리 3사의 기술력이나 양산 시점이 거의 동일선상에 진행됐다는 평가가 지배적이다.

SK하이닉스는 기술력을 끌어올리기 위해 연구개발(R&D)에 막대한 재원을 투입했다. 지난해 7조7303억원의 영업손실을 기록한 상황에서도 4조원이 넘는 연구개발비를 투입했다. 12조원이 넘는 영업이익을 올린 2021년(연구개발비 4조448억원)보다 지난해 투자한 금액이 많다. 반도체업계에선 SK하이닉스가 6세대 D램 개발에 먼저 성공한 이유는 기술력을 따라잡는 것을 넘어 선도할 수준까지 됐다는 모습을 보여준 것이란 평가가 나온다.

D램 매출 세계 1위 삼성전자는 조기 양산을 통해 SK하이닉스의 추격을 따돌린다는 계획이다. 삼성전자는 1c 기술이 적용된 D램을 올해 말부터 생산할 것이라고 밝혔다.

박의명 기자 uimyung@hankyung.com