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반도체 적층기술 어디까지 올라갈까

  • 2022.11.24(목) 17:23

적층기술 개발로 수익성 개선 기대
하이닉스, 내년 초 300단 설계 연구 공개
삼성전자, 2030년 1000단 개발키로

'반도체 한파'에도 불구하고 국내 기업들의 기술 투자가 이어지고 있다. 올해 세계에서 가장 높은 238단 낸드플래시를 공개한 SK하이닉스는 내년 초 300단 적층 설계 논문을 공개할 예정이다. 삼성전자는 2030년까지 1000단 낸드플래시를 개발하겠다는 계획이다. 다시 돌아올 호황기를 대비한 기술투자다.

굳건한 1위, 빼앗긴 2위

현재 낸드플래시 시장이 얼마나 어려운지는 통계로 확인할 수 있다. 24일 시장조사업체 트렌드포스가 발표에 따르면 3분기 낸드플래시 업계의 총매출은 131억1000만달러(약 17조4153억원)로 전 분기보다 24.3% 감소했다.

국내 업체들도 타격을 피하지 못했다. 업계 1위 삼성전자의 3분기 매출은 43억달러(5조7116억원)로 전 분기보다 28.1% 줄었다. SK하이닉스 역시 2분기보다 29.8% 적은 25억3930만달러(약 3조3729억원)의 매출을 거뒀다.

트렌드포스는 역성장의 원인으로 전 세계적인 경기 침체와 금리인상 등 악재가 겹쳐 공급이 과잉된 점을 지적했다. 실제 낸드플래시 가격은 몇 달째 하락세다. 지난달 31일 시장조사업체 D램 익스체인지에서 발표한 낸드플래시(128Gb 기준) 가격은 전월 대비 3.73% 하락한 4.14달러였다. 지난 5월 하락세가 시작된 이후 매달 2~3%씩 계속 가격이 내려가고 있다.

국내 업체들의 시장 점유율도 떨어졌다. 삼성전자는 31.4%의 점유율로 1위를 유지했지만, 올해 들어 시장 점유율이 하락했다. SK하이닉스는 전분기 19.9%에서 1.4%p(포인트) 하락했다.

4분기 전망도 밝지 않다. 트렌드포스는 "연말 수요 회복을 기대하기 어렵고 재고는 쌓이고 있어 4분기 낸드플래시 제품 가격은 3분기 대비 20~25% 떨어질 전망"이라며 "낸드플래시 가격이 하락하면서 4분기 매출도 전 분기보다 20% 하락할 것"이라고 분석했다.

하이닉스, 내년초 300단 기술 공개

반도체 한파가 지속되고 있지만 국내 업체의 기술 투자는 움츠려들지 않고 있다. 낸드플래시를 '더 빨리, 더 높이' 쌓아 올려 생산성과 수익성 두 마리 토끼를 동시에 잡겠다는 전략이다.

낸드플래시는 높을수록 같은 면적에서 더 많은 데이터를 저장할 수 있어 생산성을 확보할 수 있다. 하지만 층수를 올리는 만큼 데이터를 저장하는 셀(Cell) 영역의 높이도 높아지기 때문에 이를 낮추거나 유지하는 데 고도의 기술력이 필요하다.

SK하이닉스는 내년 2월 샌프란시스코에서 열리는 '국제고체회로학회(ISSCC) 2023'에서 300단 이상의 적층 기술을 소개하고 현재까지 개발한 성과를 공개할 예정이다. 지난 8월 업계에서 가장 높은 238단 낸드플래시를 공개한 지 1년도 채 되지 않은 시점에 최고층 연구에 나선 셈이다.

삼성전자는 지난달 '삼성 테크 데이 2022'에서 2030년까지 1000단 낸드플래시를 개발하겠다고 밝혔다. 1000단 낸드플래시는 176단인 7세대 V낸드에 비해 5배 이상 많은 데이터를 저장할 수 있다. 또 오는 2024년엔 9세대 V낸드를 양산한다는 계획이다.

삼성전자가 지난 7일 양산에 들어간 8세대 V낸드에 대해 업계는 236단이라고 분석하고 있는데, 장기적으로 1000단까지 쌓아올릴 기술 개발을 염두에 두고 있는 것이다.

다만 상용화까지는 다소 시간이 걸릴 전망이다. SK하이닉스는 지난 8월 238단 낸드플래시를 공개했지만 양산은 내년 상반기에 이뤄질 예정이다. 238단 낸드플래시는 이전 세대인 176단 대비 생산성이 34% 높아지는데, 실제 수익성 개선은 내년 기대된다.

업계 관계자는 "낸드플래시는 구조가 복잡하기 때문에 부피를 유지하면서 얼마나 잘 쌓아 올리는지가 중요하다"며 "현재 적층 기술을 개발하고 있지만 정확한 공개 시점에 대해서는 예측이 어렵다"고 설명했다.

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