[2017 벽을 넘어라/반도체]축배는 ‘그만’ 불황 대비하자

스마트폰 고용량화와 함께 ‘사물인터넷(IoT)’, ‘인공지능’, ‘스마트카’, ‘빅데이터’ 시대가 도래하면서 고성능 메모리 수요가 높아지고 있다. 이러한 시장 변화와 맞물려 메모리 반도체 시장의 중심축이 D램에서 낸드플래시로 빠르게 이동 중이다.

메모리반도체 시장을 주도하는 삼성전자와 SK하이닉스는 중장기적으로 역대 최대 금액을 낸드플래시 공장 증설에 투자하며 치열한 공급경쟁을 벌이고 있다. 특히 이들 업체들은 생산라인을 평면구조인 2D에서 수직구조인 3D낸드로 전환하고 있다.

D램의 경우 미세공정 기술이 한계에 다다른 데다 낸드플래시가 탑재되는 저장 매체인 SSD(솔리드스테이트드라이브) 수요 증가를 비롯해 용량과 효율면에서 우수한 3D낸드플래시가 수요가 높은 성장세를 보이고 있기 때문이다. 이미 PC시장에서는 전통적 저장장치인 HDD(하드디스크드라이브)가 낸드 플래시 기반의 SSD로 빠르게 대체되고 있다.

낸드플래시는 데이터를 저장하는 메모리 반도체의 일종으로 메모리의 한 형태로 전원이 없는 상태에서도 데이터를 자유롭게 저장하고 삭제할 수 있다. 낸드플래시는 디지털카메라의 SD카드, 휴대폰 메모리, 최근 PC와 노트북에 많이 쓰이는 SSD, USB 등 우리 주변에 대부분의 전자기기에 이용되고 있다.

3D낸드플래시란 기존 2D낸드플래시의 미세화 공정기술 한계를 극복하기 위해 개발된 기술로 기존에 단층으로 배열된 셀을 3차원의 수직으로 층층히 쌓아올려 성능을 높인 낸드플래시 메모리로서 기존 2D 비해 메모리의 속도와 수명 및 전력 효율성이 크게 개선된 점이 특징이다.

시장조사기관 IHS에 따르면 D램 시장은 2015년 570억기가비트(Gb)에서 2020년 1750억Gb로 연평균 25.2% 성장할 전망이다. 낸드플래시는 성장폭이 D램에 비해 월등히 높다. 2015년 823억기가바이트(GB) 규모를 형성한 낸드플래시 시장은 연평균 44%의 성장률로 2020년 5084억GB까지 성장할 것이라는 전망이다.

성장률만큼 반도체 업체들의 투자액도 낸드플래시 시장으로 편중될 전망이다. D램에 이어 낸드플래시 부문에서도 1위를 달리는 삼성전자는 2위 업체와의 격차를 벌리기 위해 올해 상반기 중 반도체 공장으로는 세계 최대 규모인 평택 반도체 공장을 가동할 예정이다.

이곳에 투자한 금액도 역대 최대 규모인 15조6000억에 달한다. 삼성전자는 평택 반도체 공장에 차세대 64단 낸드플래시를 생산할 예정이다. 64단 낸드플래시 양산이 본격화되면 메모리 시장은 테라바이트(TB·1024GB) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 시대로 무게중심이 이동할 것으로 보인다.

SK하이닉스도 3D 낸드플래시 강화를 목표로 투자를 강화하고 있다. 삼성은 낸드 적층을 48단 이후 다음 단계로 64단으로 정한 반면 SK 하이닉스는 고유 기술에 의거한 전략적 판단에 따라 64단이 아닌 4세대인 72단 제품 개발로 정하는 등 개발 노선 방향을 달리 하고 있다.

SK하이닉스는 지난해 11월부터 48단 3D낸드 양산을 시작한 데 이어 72단 제품 개발을 올해 상반기 중 완료해 하반기부터 본격 양산한다는 계획이다.

이를 위해 SK하이닉스는 지난해 8월 완공한 경기도 이천의 복층 공장인 M14의 위층에서도 낸드플래시 설비를 깔고 있다. 낸드플래시 생산라인인 충북 청주에는 2조2000억원을 투입해 최첨단 반도체 공장을 짓기로 결정한 데 이어 중국 장쑤성 우시 공장에도 1조원 가까운 재원을 투입해 클린룸을 확장한다.