10나노급 '궁극의 반도체 기술' 확보 삼성, 中 '5년 이상' 앞서

경쟁사 기술 격차 최소 5년, '기술 초격차' 넘어 '초격차 확대' 본격화

[아시아경제 명진규 기자]삼성전자가 D램 미세화 공정의 '불가능 영역'이었던 10나노급 D램 양산을 시작한 것은 중국의 추격이 본격화되는 가운데 이뤄진 것이어서 의미가 크다. 중국 반도체 업계가 막대한 투자로 삼성 추격을 선언한 상황에서 삼성이 초격차 기술로 경쟁 우위를 확보함으로써 시장 선도 기업의 위상을 더욱 높였기 때문이다.

이로써 글로벌 경쟁사들과의 기술 격차도 5년 이상으로 벌려놓았다. 여기에 멈추지 않고 삼성전자는 15나노 D램 개발에 착수하며 '기술 초격차'를 넘어 '초격차 확대'를 실현한다는 계획이다.
　
◆세계 최초 10나노급 D램…경쟁사와 격차 5년 이상 벌려 놓아= 삼성전자가 이번에 개발한 18나노 D램은 회로 선폭이 18나노미터(nm)에 불과하다. 머리카락 굵기의 10만분의 18 수준이다.

D램의 경우 미세공정이 고도화될 수록 생산성이 높아진다. 하나의 웨이퍼에 더 정교하게 회로를 새겨넣을 수 있어 대용량의 D램을 더 많이 양산할 수 있다. 더욱 미세하게 만들었기 때문에 전자의 이동 속도가 빨라지고 소비전력도 줄어든다.

10나노급 D램을 가장 먼저 양산하면서 삼성전자는 경쟁사와의 기술 격차를 5년 이상으로 벌려 놓았다. 현재 SK하이닉스가 지난해 8월부터 20나노급 D램을 양산중이고 미국 마이크론은 20나노 초반급 D램 개발을 진행 중이다. D램 시장 진출을 선언한 중국 칭화유니그룹은 오는 2020년에야 20나노급 D램을 양산할 것으로 전망된다.

반도체 업계 관계자는 "20나노급에서 10나노급으로 미세공정을 진전시키기 위해선 몇 배의 노력이 필요한 만큼 삼성전자는 경쟁사 대비 최소 5년 이상의 기술 격차를 벌려 놓은 것"이라고 말했다.

◆2009년 40나노급 D램부터 8년간 매년 한계 돌파= 삼성전자는 지난 2009년 40나노급 D램을 세계 최초로 양산한데 이어 2010년 30나노급, 2011년 20나노급 D램을 세계 최초로 양산하기 시작했다.

2012년부터 2015년까지는 20나노급 후반에서 20나노 초반까지 미세공정을 고도화해왔다. 8년 동안 한차례도 세계 최초라는 수식어를 뗀 적도 없다. 이후 2016년 마침내 10나노급의 벽을 깬 것이다.

삼성전자는 18나노 D램 생산을 위해 '초고집적 설계 기술'과 '사중 포토 노광 기술', '초균일 유전막 형성 기술'의 3가지 혁신 기술을 적용했다. 모두 삼성전자가 10나노급 D램이라는 한계 돌파를 위해 직접 개발한 기술이다.

삼성전자는 올해 18나노 모바일 D램도 양산할 계획이다. 모바일D램은 일반 PC용 D램 보다 생산 난이도가 더 높다. 이와 함께 15나노 D램 개발에도 착수했다. 반도체 업계가 한계라고 생각했던 지점에서 다시 한번의 기술 혁신에 나선 것이다.

삼성전자는 20나노의 벽을 깨고 10나노급 D램 양산에 성공했듯이 향후 추가 미세공정 전환에도 불가능은 없다는 입장이다. 김기남 삼성전자 반도체총괄 사장은 "반도체 산업에서 한계가 자주 얘기되는데 기술에는 한계가 없고 솔루션을 찾지 못했을 뿐"이라고 말했다.

◆D램 가격 하락, 반도체 추락?…기술력으로 돌파하는 삼성=　지난해 말부터 지속된 D램 가격 하락으로 인해 반도체 업계는 실적이 크게 감소한 상황이다. 미국 마이크론은 4일 실적 발표를 통해 분기 실적이 전년 동기 대비 30% 감소해 적자전환했다고 밝혔다.

실적 감소의 주요인은 D램의 평균 판가가 10% 이상 하락했기 때문이다. SK하이닉스 역시 전년 동기 대비 영업이익이 감소할 것으로 전망된다. 반면 삼성전자의 이익 감소치는 상대적으로 적을 것으로 예상된다. 미세공정에 앞서 있는 만큼 단위 생산성을 높인 덕분이다.

10나노급 D램 양산이 본격화되면 생산성이 30% 가까이 높아지는데 이는 경쟁사 대비 10~20%의 가격 경쟁력을 확보할 수 있다는 것을 의미한다. 결국 중국발 반도체 굴기의 위협, D램 가격의 하락에 맞설 수 있는 것은 기술력 밖에 없다는 점을 삼성전자가 입증하고 있는 것이다.

반도체 업계 관계자는 "미세 공정이 어디까지 계속될지는 미지수이지만 삼성전자가 10나노급 D램을 양산하며 역사적 이정표를 새로 세웠다"며 "기술 시장의 난제는 결국 혁신적인 기술 개발에 있다는 것을 입증한 사례"라고 말했다.




명진규 기자 aeon@asiae.co.kr