[10대 경제 희망키워드 ③반도체 부활] 최고층 '238단 낸드' 성공…SK하이닉스, 첨단 기술로 새도약 준비

우상향 메모리반도체 사이클 대응
작년 3분기 기준 낸드 시장 3위
세계 첫 '238단 4D 낸드' 개발
최고속 서버용 D램 2년 후 양산

▲SK하이닉스 이천캠퍼스. (사진제공=SK하이닉스)

메모리반도체 시장은 글로벌 경기 침체의 직격탄을 맞았다. 회복 사이클까지 다소 시간이 걸릴 것으로 예상되는 가운데 SK하이닉스는 차세대 메모리 기술을 통해 분위기 반전에 대비한다는 전략을 밝혔다.

3일 본지 취재를 종합하면 IT(정보통신) 수요 둔화, D램·낸드플래시 등 메모리 가격 하락으로 ‘반도체 한파’는 올해 상반기까지 지속할 전망이다. SK하이닉스는 돌아올 반도체 상승 사이클에 선제 대응하기 위해 메모리 기술 연구·개발을 가속하고 있다.

업계 관계자는 “반도체 하락과 상승 사이클이 예전보다 예상하기 쉽지 않은 것은 사실이지만, 올해 하반기 이후로는 점차 좋아질 것이라는 관측이 많다”며 “SK하이닉스가 캐펙스 투자 감축이나 감산에 나서면서도 기술 개발을 꾸준히 하는 데는 장기적으로 우상향하는 메모리반도체 사이클에 적기 대응을 위한 것”이라고 설명했다.

SK하이닉스는 메모리반도체 시장의 강자로서 독자적인 기술과 제품력을 바탕으로 전 세계 시장에서 존재감을 확실히 드러내고 있다.

시장조사기관에 트렌드포스에 따르면 지난해 3분기 기준 낸드 시장에서 SK하이닉스는 삼성전자(31.4%), 일본 키옥시아(20.6%)에 이어 글로벌 3위(18.5%)를 차지했다. 같은 기간 D램에서는 2위(28.8%)를 기록하며, 1위인 삼성전자(40.7%) 뒤를 쫓고 있다. 삼성과의 격차는 2분기 16.1%에서 3분기 11.9%로 4.2%포인트(p) 줄었다.

▲SK하이닉스가 개발한 238단 4D 낸드(왼쪽), DDR5 MCR DIMM(오른쪽). (사진제공=SK하이닉스)

SK하이닉스는 기술력을 바탕으로 고부가 가치 제품의 비중을 확대해 최근 업황의 어려움을 극복하기로 했다. 향후 수요 급증이 예상되는 차세대 전략 제품을 개발·출시해 미래 메모리 시장을 선도한다는 목표를 세웠다.

지난해 8월 SK하이닉스는 현존 세계 최고층인 ‘238단 512Gb(기가비트) TLC(트리플셀레벨) 4D 낸드’ 개발을 발표했다. 176단 낸드를 개발한 지 1년 7개월 만이다. 이 제품은 최고층이면서 동시에 가장 작은 크기로 이전 세대보다 속도·전력 효율이 높아졌을 뿐 아니라 ‘고집적화’로 생산성 역시 34% 높아졌다.

D램에서도 세계 최초 기록을 경신하고 차세대 D램으로 불리는 DDR5의 기술 주도권을 공고히 하고 있다. 지난해 12월 D램 단일 칩으로 업계 최대 용량인 24Gb DDR5 제품의 샘플을 출하한 데 이어 세계 최고속 서버용 D램 ‘DDR5 MCR DIMM’ 샘플 개발에 성공했다. 2~3년 후 양산에 돌입한다.

이 제품은 동작 속도가 초당 8Gb 이상으로 초당 4.8Gb인 서버용 DDR5보다 속도가 80% 넘게 빨라졌다.

SK하이닉스는 DDR5의 동작 속도를 높이기 위해 새로운 개념을 도입했다. 그동안 DDR5의 속도는 D램 단품의 동작 속도에 좌우된다는 것이 일반적인 인식이었다. 하지만 이번 제품에서는 D램 단품이 아닌 모듈을 통해 속도를 높이는 방향으로 개발이 진행됐다. 보통의 D램 모듈에서는 1개의 랭크(데이터 전송 묶음 단위)에서 한 번에 64바이트의 데이터가 CPU에 전송되지만, MCR DIMM에서는 2개의 랭크가 동시 동작해 128바이트가 보내진다.

SK하이닉스는 지난해 2월 저장과 함께 연산이 가능한 차세대 지능형 메모리반도체 ‘PIM’(Processing-In-Memory)을 개발하는 등 기존 메모리 반도체의 틀을 깬 차세대 메모리 반도체에 대한 연구를 지속하고 있다.

SK하이닉스 관계자는 “차세대 메모리에 있어 기술 한계를 돌파하기 위해 혁신을 거듭해 나갈 계획”이라며 “앞으로도 새로운 사업모델 발굴과 기술개발 방향성을 지속적으로 진화시켜 나가기 위해 노력하겠다”고 말했다.