[서울=뉴스핌] 서영욱 이승우 기자 = 중국 창신메모리(CXMT)의 차세대 D램 기술 발표가 삼성전자와 SK하이닉스의 주가를 흔들었지만, 실제 반도체 시장의 판도를 바꾸기까지는 넘어야 할 기술적 장벽이 높다는 분석이 나온다. CXMT가 공개한 4F² D램은 기존보다 메모리 셀 면적을 33% 줄이는 기술이지만 수율과 품질, 원가 경쟁력을 갖춘 상업적 대량생산 능력은 아직 확인되지 않았기 때문이다.

다만 중국의 추격을 단순한 기술 과시로 평가절하하기도 어렵다. CXMT는 이미 기존 D램 공정에서 웨이퍼당 칩 생산량을 50% 이상 늘린 G5 기술을 양산에 적용하고 세계 D램 시장점유율을 높이고 있다. 월가에서는 한국 기업들이 중국보다 약 3년 앞서 있고 메모리 공급 부족도 2029년까지 이어질 것으로 전망하지만, 중장기적으로는 중국의 생산능력 확대가 범용 D램 가격과 수익성을 압박할 수 있다는 분석이다.

14일 월가의 대표적인 기술주 분석가인 댄 아이브스 요크빌 아이브스 파트너 겸 수석매니징디렉터는 서울에서 열린 기자간담회에서 중국 기업의 추격이 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론을 위협할 것이라는 우려에 대해 "허구에 기반한 내러티브"라고 평가했다.

아이브스는 뉴스핌의 질문에 "한국을 비롯한 주요 메모리 기업들이 중국 업체보다 메모리 기술에서 약 3년 앞서 있다"며 "기술 격차가 좁혀질 수는 있지만 메모리 시장의 수요와 공급은 2029년까지도 균형을 이루지 못할 것"이라고 말했다.

그는 기존 업체들이 중국 기업의 부상으로 심각한 타격을 받을 것이라는 시각은 과장됐으며 "오히려 지금은 메모리 반도체 관련 종목을 매수할 시점"이라고 주장했다.

◆中 CXMT의 4F² 승부수…상용화까지 '양산의 벽'

논란의 중심은 CXMT가 공개한 차세대 D램 기술과 제품 출시 계획이다. CXMT는 지난 10일 중국 상하이에서 열린 집적회로·칩렛 콘퍼런스에서 기존보다 메모리 집적도를 높일 수 있는 4F² D램 셀 구조와 수직 트랜지스터 기술을 공개했다. 이를 적용한 서버용 DDR5 RDIMM 제품도 연내 선보이겠다고 밝혔다.

4F²는 데이터를 저장하는 최소 단위인 '셀'의 면적을 줄이는 설계다. 기존 6F² 구조에서 셀 하나가 차지하던 면적을 6칸에서 4칸으로 줄이는 개념으로, 같은 미세공정 수준이라면 이론적으로 셀 면적을 약 33% 줄이고 같은 공간에 배치할 수 있는 셀 수를 50% 늘릴 수 있다.

전류가 흐르는 통로를 수직으로 세우는 트랜지스터가 핵심이다. CXMT는 메모리 셀과 주변 회로를 별도로 제작한 뒤 결합하는 하이브리드 본딩 기술도 개발하고 있다. 기존 미세화 기술의 한계를 구조 혁신으로 극복해 집적도를 높이려는 시도다.

하지만 셀 면적을 줄이는 기술을 개발했다고 해서 곧바로 원가 경쟁력을 확보할 수 있는 것은 아니다. 기존과 다른 구조를 실제 생산공정에 적용하려면 안정적인 수율과 제품의 품질·신뢰성을 확보해야 한다. 특히 수직 트랜지스터는 제조공정이 복잡해 대량생산 과정에서 기술적 난관에 부딪힐 가능성이 있다.

이종환 상명대 시스템반도체학과 교수는 "구조가 바뀌기 때문에 실제 제조하는 게 굉장히 어렵다"며 "대량 생산할 때 검증을 충분히 하지 않으면 효율이 잘 안 나온다"고 말했다. 이어 "구조가 바뀌었을 때 품질이나 신뢰성 측면도 어느 정도 검증이 된 건지는 아직 모르는 상황"이라고 지적했다.

이 교수는 연내 공개될 제품에 대해서도 "시제품의 성격이 강할 것으로 본다. 아마 양산을 하더라도 소량일 것"이라며 실제 상업 양산까지는 상당한 시간이 필요할 수 있다고 내다봤다. 경쟁사보다 먼저 기술을 발표한 것은 기술력을 과시하려는 성격도 있는 것으로 평가했다.

김양팽 산업연구원 전문연구원 역시 "지금까지 CXMT가 제품을 개발하고 시장에서 점유율을 높여온 과정을 봤을 때, 제품 개발이나 시제품 생산까지는 어떻게든 할 수 있을 것 같다"면서도 "결국 양산이 제대로 되고 수익을 낼 수 있느냐는 부분"이 중요하다고 말했다.

◆웨이퍼당 칩 생산량 50%↑…수율·원가는 미지수

CXMT는 기존 D램 공정에서 생산 효율을 높이고 있다고 주장하고 있다. CXMT는 지난달 5세대 G5 공정의 양산을 발표하면서 웨이퍼 한 장에서 생산할 수 있는 칩 수가 이전 G4 공정보다 최소 50% 증가했다고 밝혔다. G5 공정을 적용한 24Gb LPDDR5X 제품 2종도 양산에 들어갔다는 설명이다.

다만 웨이퍼당 칩 수 증가율은 불량품을 걸러내기 전 수치로, 실제 양품 생산량이나 비트당 제조원가가 같은 비율로 개선됐다는 의미는 아니다. G5 공정의 양산 성과도 이번에 발표한 4F² 기술의 상용화와는 별개다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 CXMT의 올해 2분기 세계 D램 매출 점유율은 9.5%로 전 분기 7.6%보다 높아졌다. 삼성전자와 SK하이닉스, 미국 마이크론에 이어 세계 4위다. 아직 기술과 양산 능력을 모두 검증한 4F² 제품이 시장에 공급된 것은 아니지만 범용 D램 시장에서 영향력을 확대하고 있다는 의미다.

◆삼성·SK도 차세대 D램 개발…기술 우위 유지가 관건

삼성전자와 SK하이닉스도 차세대 기술 확보에 속도를 내고 있다. 삼성전자는 지난 2월 국제고체회로학회(ISSCC)에서 16Gb급 4F² D램 시험 칩을 공개하고 실제 읽기·쓰기 동작을 입증했다. SK하이닉스는 지난 6월 VLSI 심포지엄에서 수직 게이트 기반 4F² D램의 데이터 보존과 전류 제어 기술을 발표했다.

두 회사 모두 연구개발 성과를 확보했지만 새로운 구조의 본격적인 상업 양산에는 별도의 검증이 필요한 상황이다.

이 교수는 중국과 한국의 기술 격차를 범용 메모리 1~2년, HBM 2~3년으로 추정하면서 "아직까진 잠재적인 위협 수준이지만, 만약 기술적 완성도가 높고 제품 양산까지 가능할 정도라면 큰 위협이 될 것"이라고 말했다.

미국의 첨단 반도체 장비 수출 규제에 대해서도 "속도를 늦출 뿐"이라며 중국 기업들이 자국 소재·부품·장비 업체들과 협력해 기술 자립을 추진하고 있다는 점에 주목해야 한다고 강조했다.

김 연구원은 "삼성전자와 SK하이닉스도 자체적인 차세대 기술 개발을 진행하고 있는 만큼 CXMT의 신기술 발표만으로 단기간에 대응 전략을 바꾸기는 어려울 것"이라고 내다봤다.

중국 CXMT의 4F² 기술 발표만으로 글로벌 D램 시장의 경쟁 구도가 단기간에 뒤바뀌기는 어렵다는 것이 전문가들의 대체적인 평가다. 그러나 중국이 이미 양산 중인 범용 D램의 생산 효율을 높이고 공급능력까지 확대하고 있다는 점은 경계해야 할 변수다. AI 수요에 따른 메모리 호황이 지속되더라도 중국 업체의 생산량 확대가 범용 D램 가격과 수익성에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 결국 삼성전자와 SK하이닉스의 경쟁력은 차세대 기술 개발뿐 아니라 실제 양산 수율과 원가 경쟁력에서 우위를 얼마나 유지하느냐에 달릴 전망이다.

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