미래 핵심기술 '4세대 D램'…삼성·SK하이닉스 개발 총력

삼성 하반기 노광장비 확보
회로 집약도 높여 원가절감
SK, 이천공장 클린룸 설치

[아시아경제 이동우 기자] 삼성전자와 SK하이닉스가 초미세 공정을 적용한 차세대 D램 개발에 속도를 내고 있다. 고용량 데이터 처리 속도를 높이고 반도체 크기를 줄여 물리적 한계를 극복하는 것이 목표다.

13일 업계에 따르면 삼성전자는 내년 극자외선(EUV) 공정을 적용한 4세대 10나노급(1a) 16Gb DDR5 D램 양산을 위해 올해 하반기 노광 장비를 들여올 계획이다.

EUV 노광 기술은 파장이 짧은 극자외선 광원으로 회로 집약도를 높여 웨이퍼에 반도체 회로를 미세하게 새길 수 있다. 웨이퍼당 더 많은 반도체 생산이 가능해 원가를 절감하는 동시에 기존 제품 대비 고성능ㆍ저전력 반도체를 생산할 수 있는 것이 특징이다.

앞서 삼성전자는 올해 3월 EUV 공정을 적용한 4세대 10나노급(1a) D램 개발에 성공한 바 있다. 다만 양산까지는 수율(전체 생산 제품 중 합격품 비율) 향상 문제와 장비 같은 제반 기술 투자 등으로 시간이 더 필요하다.

최근 이재용 삼성전자 부회장이 네덜란드 출장길에 오른 것도 EUV 노광 장비를 확보하기 위한 것으로 알려졌다. EUV 노광기는 글로벌 반도체 장비업체 ASML이 세계시장에 독점으로 공급하는 만큼 경쟁사보다 앞서 장비를 확보하는 것이 관건이다.

SK하이닉스도 현재 경기 이천캠퍼스 M16 공장에 EUV 공정을 위한 클린룸을 설치하는 데 한창이다. 연말까지 클린룸 공사를 마무리하고 내년 4세대 10나노급 D램 생산을 위한 노광 장비를 들여올 방침이다.

하이닉스는 올해 3분기 3세대 10나노급(1z) D램 양산에 성공한 만큼 내년까지 4세대 기술 개발과 양산을 동시에 해낸다는 목표를 세웠다. 이를 위한 노광 장비 일부도 이미 확보된 것으로 알려졌다.

반도체업계에서는 통상 10나노급 D램 기술을 xㆍyㆍz 등으로 공정을 구분하고 이후에는 aㆍb 등으로 부른다. 통상 1y 공정은 기존 1x 공정 대비 데이터 읽기 속도를 10% 이상 향상하는 반면 소비 전력량은 15% 이상 절감한다.

시장조사기관 트렌드포스는 EUV 공정을 이용한 10나노 4세대 D램을 2021년 산업계의 10개 핵심 트렌드 중 하나로 꼽았다. 서버용 및 모바일용 D램 수요가 증가하는 만큼 초미세 공정을 활용한 고성능의 소형 제품 개발이 핵심으로 떠오르고 있기 때문이다.

업계 관계자는 "내년부터 4세대 10나노급 D램 기술을 선점해 차세대 프리미엄 D램 수요에 안정적으로 대응하는 것이 반도체업계의 주요 과제"라며 "EUV 공정 기술을 적용한 제품 양산에 글로벌 업계가 속도를 내고 있다"고 말했다.

이동우 기자 dwlee@asiae.co.kr