[기술독립 코리아] 답은 기술 경쟁력···삼성·SK하이닉스 미세공정 한계 극복

이재용 삼성전자 부회장이 6일 천안 사업장 내 반도체 패키징 라인을 둘러보고 있다. [사진=삼성전자 제공]

삼성전자와 SK하이닉스 등 이른바 '반도체 코리아' 연합군이 초격차 기술 경쟁력으로 잇단 악재를 돌파한다. 글로벌 반도체 시장의 '다운턴(하락국면)'이 장기화하는 데다 미·중 무역전쟁, 일본의 수출규제 등 대내외 불확실성이 가중되고 있지만, 기술력을 앞세워 글로벌 시장에서의 위상을 더욱 공고히 하겠다는 방침이다. 

◆삼성전자, 3차원 낸드플래시 새로운 패러다임 제시

삼성전자는 6일 반도체의 공정 미세화 한계를 극복한 '6세대(1xx단) 256Gb 3비트 V낸드'를 기반으로 한 '기업용 PC 솔리드스테이트드라이브(SSD)'를 양산해 글로벌 PC 업체에 공급했다고 밝혔다. 지난해 5월 5세대(9x단) V낸드 양산에 성공한 지 약 15개월 만이다. 업계에선 이번 6세대도 업계 최고 수준인 128단에 이르는 것으로 보고 있다.

앞서 SK하이닉스도 지난 6월 세계 최초로 128단 V낸드 양산에 성공한 바 있다. SK하이닉스가 세계 최초로 칩 개발에 성공했다면 삼성전자는 여기서 한발 더 나아가 칩이 탑재된 기업용 SSD까지 만들어 공급에 나선 것이다.

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V낸드는 기존 2차원 평면구조를 3차원 수직구조로 쌓아올려 집적도를 높인 제품이다. 동일한 칩 면적에서도 셀을 쌓아올려 더 많은 정보를 저장할 수 있는 것이다.

삼성전자가 이번에 선보인 제품은 100단 이상의 셀을 한 번에 뚫는 단일공정(1 Etching Step)으로 만들면서도 '속도·생산성·절전' 특성을 동시에 향상시켰다. 이를 통해 6세대 V낸드는 전 세대 제품보다 성능은 10% 향상됐고, 동작 전압은 15% 줄었다.

삼성전자는 2020년부터 평택 V낸드 전용 라인에서 성능을 더욱 높인 6세대 V낸드 기반 SSD 라인업을 본격적으로 확대할 예정이다. 뿐만 아니라 올해 하반기 512Gb 3비트 V낸드 기반 SSD와 내장형 범용 플래시메모리 저장장치(eFUS) 등 다양한 용량과 규격의 제품을 출시하고, 자동차 시장까지 3차원 V낸드의 사업 영역을 넓힐 방침이다.

이재용 삼성전자 부회장도 현장경영에 나서며 기술 초격차에 박차를 가하고 있다. 이 부회장은 이날 충남 온양·천안사업장을 방문해 반도체 밸류 체인의 시작부터 끝까지 전 과정을 직접 세심하게 챙겨봤다. 

특히 온양사업장은 반도체 패키지(조립) 개발부터 생산, 검사까지 반도체 후공정을 담당하는 곳이다. 이 부회장이 반도체·디스플레이 현장경영의 첫 방문지로 온양사업장을 택한 건 일본 수출 제재 강화로 핵심 소재·부품의 공급차질이 우려되는 상황에서 삼성 반도체 제품의 최종 공정부터 영향이 있는지를 직접 살펴보기 위한 것으로 보인다. 

 

이재용 삼성전자 부회장이 천안 사업장을 방문해 임직원들과 인사를 나누고 있다. [사진=삼성전자 제공]

◆기술 경쟁력 확보 지속 강화

SK하이닉스도 현재 양산 중인 128단 V낸드를 올 하반기부터 판매하고 다양한 솔루션 제품도 연이어 출시할 계획이다. 내년 상반기에는 차세대 UFS 3.1 제품을 개발해 스마트폰 주요 고객의 5G(5세대) 등 플래그십 모델에 공급할 예정이다.

자체 컨트롤러와 소프트웨어가 탑재된 소비자용 2TB SSD도 내년 상반기에 양산한다. 이외에도 SK하이닉스는 차세대 176단 4D 낸드 제품도 개발 중에 있다. 

최근 하락세였던 낸드 시장은 3분기부터 수익성이 회복될 것으로 보인다. 삼성전자와 SK하이닉스는 지난 2분기 실적 콘퍼런스콜을 통해 하반기 낸드 재고가 적정 수준에 도달할 것으로 예상했다. 삼성전자와 SK하이닉스는 176단 등 더 높게 쌓아올린 낸드 제품 개발을 통해 이 사업 경쟁력을 지속적으로 강화해나갈 계획이다.

업계 관계자는 "삼성전자와 SK하이닉스가 메모리 반도체 시장 침체로 신규 설비 투자는 줄이고 있지만, 미세공정 전환 투자는 지속하며 기술 경쟁력 확보를 위해 노력하고 있다"고 말했다.