삼성전자가 10나노급 6세대(1c) D램의 수율 확보에 ‘비상’이 걸렸다. SK하이닉스와 마이크론이 이미 1c D램 양산에 성공하며 시장을 선점한 가운데, 삼성전자는 기술 혁신과 생산 공정 최적화에 사활을 걸고 있지만, 경쟁사와의 기술 격차는 점점 벌어지고 있다. 미래 메모리 시장 주도권마저 흔들릴 수 있다는 위기감이 고조되고 있다.

■ ‘시간과의 싸움’ 삼성전자, 수율 확보 ‘빨간불’ – 설계 재검토 ‘사실무근’은 ‘패착’?

삼성전자는 1c D램의 수율 문제를 해결하기 위해 전면 재설계를 진행 중인 것으로 알려졌으나, 설계상의 문제는 없다고 2일 뉴스필드에 부인했다.

하지만, 경쟁사들이 이미 양산 체제를 구축하며 시장을 선점한 상황에서 ‘사실무근’이라는 삼성전자의 입장은 ‘시간 지연’이라는 치명적인 결과를 초래할 수 있다.

수율은 반도체 제조에서 정상적인 제품의 비율을 나타내는 중요한 지표로, 수율이 낮으면 불량품이 많아져 생산 비용이 증가하고, 시장에서의 경쟁력을 떨어뜨린다.

데이터 처리 속도, 전력 효율성, 미세 공정 기술, 수율 안정화, 신뢰성 및 안정성 등 핵심 성능 지표와 수율 확보에 박차를 가하지 못한다면, 삼성전자는 기술적 우위는 물론 시장에서의 입지까지 위태로워질 수 있다는 분석이 나오고 있다.

이러한 상황 속에서 삼성전자는 지난 3월 19일 제56기 정기주주총회를 개최하고, 전영현 DS부문장 겸 메모리사업부장, 송재혁 DS부문 CTO 겸 반도체연구소장을 사내이사로 신규 선임하며 기술 경쟁력 강화를 위한 결단을 내린 것으로 보인다. 또한, 주주총회를 통해 32조 7,259억 원의 영업이익을 기록한 제56기 재무제표를 승인받으며, 기술 개발을 위한 투자 여력 확보라는 긍정적인 신호를 보였지만, 여전히 기술적 불확실성과 경쟁의 격화 속에서 실질적인 성과로 이어질지는 불투명하다.

■ ‘막대한 투자 부담’ 하이-NA EUV, 삼성전자 ‘양날의 검’ – 기술적 불확실성까지 ‘가중’

삼성전자가 1c D램의 수율 개선과 기술 혁신을 위해 하이-NA EUV 기술 도입 가능성을 검토 중이라는 내용과 관련해 최근 보도가 나왔다. 하지만, 하이-NA EUV는 막대한 투자 부담은 물론, 기술적 불확실성이라는 ‘양날의 검’과 같다. 삼성전자는 비용 효율성과 기술적 안정성을 동시에 확보해야 하는 어려운 과제에 직면해 있다. 만약, 하이-NA EUV 도입이 늦어지거나 실패한다면, 삼성전자는 경쟁사와의 기술 격차를 좁히기 더욱 어려워질 수 있다.

■ 마이크론, 1γ 공정 기반 1c D램 시제품 출하

마이크론은 지난 2월 26일, 10나노급 6세대(1c) D램 시제품을 출하하며 경쟁을 더욱 심화시켰다. 마이크론은 1γ 공정(마이크론의 표기 방식으로, 1c 공정에 해당)을 적용한 16Gb DDR5를 인텔, AMD 등 잠재 고객사에 출하했다고 발표했다. 마이크론의 1γ 공정 기반 D램은 최대 9200MT/s의 데이터 처리 속도와 전력 소모 20% 감소를 구현하며, 극자외선(EUV) 노광 장비를 도입하여 웨이퍼당 저장 용량을 30% 향상시켰다.

마이크론은 EUV 도입을 통해 더욱 미세한 공정 구현이 가능하게 되었으며, 이는 삼성전자와 SK하이닉스에 비해 기술적 우위를 더욱 강화하는 요소로 작용할 가능성이 크다. 특히, EUV를 통해 더욱 정밀한 제조가 가능해짐으로써 수율 문제를 해결하려는 삼성전자의 도전을 더욱 어렵게 만들고 있다.

■ SK하이닉스, 1c D램 양산 성공… 삼성전자의 기술 격차 확대 우려

SK하이닉스는 마이크론보다 앞서 1c D램의 개발과 양산에 성공했다. 2023년 8월 세계 최초로 10나노급 6세대 1c 미세공정을 적용한 16Gb DDR5 D램 개발에 성공했다고 발표한 SK하이닉스는, 1c D램의 양산성을 이미 확보했다. 2023년 2분기부터 1b 기술이 적용된 제품을 양산한 데 이어, 1c D램 양산도 순조롭게 진행되고 있다.

SK하이닉스는 DDR5뿐만 아니라, ‘7세대 고대역폭 메모리(HBM4E)’에도 6세대 1c 기술을 적용할 계획을 밝히며, 차세대 메모리 시장에서의 기술적 우위를 확보하려는 움직임을 보이고 있다.

■ ‘미래 메모리 시장 주도권’ 삼성전자, ‘흔들리는 입지’

삼성전자는 이건희 회장의 리더십 하에 DRAM 시장에서 세계적 선도기업으로 자리매김했다. 1990년대 후반 삼성전자는 기술 혁신을 통해 메모리 시장에서 세계 1위를 목표로 했고, 이를 실현했다. 현재, 경쟁이 치열한 반도체 시장에서 기술 혁신의 속도와 수율 문제 해결이 중요한 과제로 떠오르고 있다.

이재용 회장 체제 하에서도 삼성전자는 기술 혁신을 추구하고 있지만, 경쟁사들과의 격차가 계속해서 벌어지고 있다. 삼성전자는 미래 메모리 시장에서 주도권을 다시 확보할 수 있을지, 과거의 영광에 머물러 있을지의 갈림길에 서 있으며, 그 선택은 향후 반도체 산업의 경쟁 구도를 결정짓는 중요한 전환점이 될 것이다.