"내년 D램 생산에 극자외선 공정 도입…낸드플래시 성능 향상"

입력2020.10.07 06:01 수정2020.10.07 08:09

트렌드포스 10대 기술·산업 트렌드 전망…"최고급 TV 시장 경쟁 치열"

내년 반도체 업계에서는 극자외선(EUV·Extreme Ultra Violet) 공정 등 기술 발전에 힘입어 반도체 성능이 향상될 것이라는 전망이 나왔다.

7일 업계에 따르면 대만 시장정보업체 트렌드포스는 2021년 기술·산업 트렌드 10대 전망 중 하나로 반도체 D램 EUV 공정 도입과 낸드플래시 적층(積層) 기술 발전을 꼽았다.

트렌드포스는 "3대 D램 제조사인 삼성전자·SK하이닉스·마이크론은 3세대 10나노급(1z), 4세대 10나노급(1a) 미세공정 기술뿐 아니라 2021년부터는 삼성을 필두로 EUV 시대에 공식 진입할 것"이라고 예상했다.

EUV 노광 기술은 파장이 짧은 극자외선 광원으로 웨이퍼에 반도체 회로를 새기는 기술로, 기존 공정으로는 할 수 없는 초미세 회로 구현이 가능하다.

고성능·저전력 반도체를 만드는 데 필수적인 기술로 평가된다.

앞서 삼성전자는 올해 초 업계에선 처음으로 D램 생산에 EUV 공정을 적용해 1세대 10나노급(1x) DDR4(Double Data Rate 4) D램 모듈을 생산하기도 했다.

적층 단수가 많을수록 성능이 좋아지는 낸드플래시는 올해 100단에 이어 내년에는 150단 이상까지 쌓는 것을 반도체 업계가 목표로 할 것이라고 예측했다.

전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 메모리 반도체 낸드플래시는 격자 모양의 메모리 셀을 위로 높이 쌓는 적층 공정을 거치는데, 단 수를 늘릴수록 저장할 수 있는 데이터양이 많아진다.

낸드플래시 제조사들은 한 다이(die) 용량을 기존 256∼512GB(기가바이트)에서 512GB∼1TB(테라바이트)까지 향상하는 것을 목표할 것이라고 트렌드포스는 전망했다.

한편 내년도 고급 TV 시장의 경쟁은 차세대 디스플레이 개발로 더욱 치열해질 것이라는 분석도 나왔다.

트렌드포스는 삼성디스플레이가 추진하는 QD(퀀텀닷)-OLED(유기발광다이오드)나 미니 발광다이오드(LED) 등 차세대 디스플레이가 OLED의 강력한 경쟁자가 될 수 있다고 지적했다.

트렌드포스는 "2021년 하반기부터 최고급 TV 시장에 치열한 경쟁적 환경이 조성될 것으로 보인다"고 예측했다.

그 외에도 사물인터넷(Internet of Things, IoT)과 인공지능·딥러닝 기술의 결합, 통신업계의 5G 기지국 본격 설치, 자율주행차 운전자 모니터링 시스템, 스마트폰에 연동되는 증강현실 안경 등 여러 기술 트렌드가 나올 것이라고 내다봤다.

/연합뉴스

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"화웨이 대체할 고객社 찾아라"…불붙는 반도체 한·일戰

한국과 일본은 반도체 시장에서도 숙명의 라이벌이다. 낸드플래시 시장에선 키옥시아(옛 도시바메모리)가 17년 전 삼성전자에 빼앗긴 ‘세계 1위’ 자리를 되찾기 위해 절치부심 중이다. 스마트폰 눈 역할의 이미지센서, 반도체에 전기를 공급하는 적층세라믹커패시터(MLCC) 시장에선 삼성전자와 삼성전기가 각각 일본 소니와 무라타제작소의 아성에 도전하고 있다.‘반도체 한·일전’은 미국의 화웨이 제재 여파로 더욱 가열될 전망이다. 샤오미, 오포, 비보 등 화웨의 빈자리를 노리는 업체들의 주문을 따내기 위한 ‘수주전’이 치열하게 펼쳐질 것이란 관측이 나온다. 수주전 결과에 따라 향후 세계 반도체 시장의 판도가 결정될 가능성이 높다. 화웨이 대체할 다른 업체 주문 늘 것16일 외신과 시장조사 업체 옴디아에 따르면 한·일 주요 반도체 기업이 지난해 화웨이에서 거둔 매출은 약 22조~23조원으로 추정된다. 삼성전자, SK하이닉스 등 한국 메모리반도체 업체의 몫이 10조원이다. 소니, 무라타제작소 등 일본 업체들도 화웨이에서 연간 12조3000억원(니혼게이자이신문 추정)의 매출을 올려왔다.미국의 제재가 계속되면 세계 스마트폰과 통신장비 시장에서 화웨이의 점유율이 급감할 것으로 예상된다. 스트래티지애널리틱스(SA)는 올해 15.1%로 예상되는 화웨이의 세계 스마트폰 시장 점유율이 1년 후 4.7%까지 떨어질 것으로 전망했다.스마트폰 시장에서 화웨이의 점유율을 가져갈 수 있는 곳으론 삼성전자, 오포, 비보, 샤오미 등이 꼽힌다. 통신장비 시장에선 노키아, 에릭슨 등이 유력 후보다. 업계 관계자는 “화웨이가 주문을 줄이는 만큼 경쟁사들의 주문은 늘어날 것”이라며 “화웨이 대체 수요를 잡기 위한 ‘새로운 경쟁’이 시작될 것”이라고 설명했다. 화웨이 의존도 높은 소니 ‘발등의 불’벌써부터 주문 확보 경쟁이 치열하다. 니혼게이자이신문은 지난 15일 “일본 반도체 업체들이 미국 제재 이후 화웨이를 대체할 곳을 찾고 있다”고 보도했다. 삼성전자, SK하이닉스 등도 중국 법인을 중심으로 오포, 비보, 샤오미 대상 영업·마케팅을 강화하고 있는 것으로 알려졌다.첫 격전지로 이미지센서 시장이 꼽힌다. 옴디아의 2분기 추정치 기준 세계 1위는 소니(42.5%), 2위는 삼성전자(21.7%)다. 소니는 화웨이 프리미엄 폰에 이미지센서를 주로 납품하며 수십억달러의 매출을 거뒀다. 반면 삼성전자는 오포, 비보, 샤오미 등이 주력이다. 화웨이 제재로 이 업체들의 스마트폰 시장 점유율이 올라가면 삼성전자가 반사이익을 얻을 수 있다.소니 고위 관계자는 니혼게이자이신문에 “애플과 중국 스마트폰 업체를 대상으로 고객 다각화 노력을 할 것”이라며 “광범위한 영역에 들어가는 이미지센서를 개발하겠다”고 말했다.낸드플래시도 격전지로 꼽힌다. 삼성전자가 2분기 기준 33.1%의 점유율로 세계 1위지만 2위 일본 키옥시아(점유율 18.9%)의 도전이 만만치 않은 상황이다. SK하이닉스는 10.7%로 5위권이다. 키옥시아는 다른 스마트폰 제조업체 대상 영업을 강화하는 동시에 구글, 페이스북 등의 데이터센터용 반도체 생산을 늘릴 계획인 것으로 알려졌다.반도체에 전기를 공급하는 MLCC와 관련해서도 무라타제작소와 삼성전기의 ‘화웨이 대체 수요’ 잡기 경쟁이 치열해질 전망이다. 통신장비용 반도체를 만드는 일본 르네사스는 화웨이를 대체할 에릭슨, 노키아 등의 주문을 따내기 위해 고군분투 중인 것으로 알려졌다.일각에선 화웨이 대체 수요를 잡기 위한 경쟁이 치열해지면 메모리반도체, 이미지센서 등의 판매 가격이 일시적으로 떨어질 수 있다는 전망이 나온다. 반도체 업체들이 쌓인 재고를 처분하고 새로운 주문을 이끌어내기 위해 ‘가격 인하’ 카드를 제시할 것이란 논리다. 국내 반도체 업체 관계자는 “화웨이 대체 수요를 누가 많이 잡느냐에 따라 반도체산업 판도가 바뀌는 상황”이라며 “가격은 두 번째 문제”라고 설명했다.미국 제재에 대비한 화웨이의 재고 확보 작업이 끝났다는 점도 가격 하락을 부추기는 요인으로 꼽힌다. 아키라 미나미카와 옴디아 연구원은 “화웨이의 긴급 주문이 사라진 이달 중순부터 D램 가격이 떨어지기 시작할 것”이라고 말했다.황정수 기자 hjs@hankyung.com
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내년 낸드 호황 온다는데 반도체 업계는 생산효율 걱정

신제품 출시를 앞둔 반도체 업계가 생산효율 고민에 빠졌다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산으로 인한 비대면 수요 덕에 내년 낸드플래시 호황이 올 것이라는 전망이 나오지만 공급을 늘리는 것이 쉽지 않은 상황이다. 문제는 공정이 복잡한 차세대 제품이다. 제조 시간은 길어지고 수율은 떨어질 것이란 전망이 나온다. 8일 전자업계에 따르면 삼성전자는 내년 하반기 출시예정인 낸드플래시 신모델 7세대 V낸드를 더블스택으로 생산하는 방안을 검토 중이다. 삼성전자 관계자는 "7세대 낸드가 싱글스택으로는 한계가 있다는 게 업계의 중론"이라며 "아직 결정된 바는 없다"고 설명했다. 삼성전자는 6세대 128단 V낸드까지는 싱글스택으로 제조해 원가경쟁력을 확보해왔다. 128단으로 쌓아올린 셀에 구멍을 한 번에 뚫어 제조하는 방식이다. 반도체업계에서는 중간에 철골 구조물을 덧대지 않고 건물을 쌓아올린 것과 같은 수준으로 어려운 기술이라고 설명한다. 이를 더블스택으로 바꾸면 칩을 둘로 나눠 각각 구멍을 뚫은 뒤 합치는 방식으로 제조하게 된다. 공정 단계가 늘어난다는 얘기다. 같은 시간 안에 제조할 수 있는 제품 수가 줄어든다. 반도체업계에서는 160단 이상부터는 싱글스택 기술에 한계가 오기 때문이라고 설명한다. 업계 관계자는 “삼성전자가 더블스택으로 생산할 정도면 경쟁업체들은 더블스택조차 어렵다는 의미”라며 “최대 네 번에 걸쳐 구멍을 뚫는 쿼드러플 스택으로 제조하는 업체도 나올 것”이라고 전망했다. 이 가운데 낸드 수요는 꾸준히 커지고 있다. 코로나19로 인해 재택시간이 늘면서 저장해야할 데이터가 급증하고 있기 때문이다. 데이터센터의 하드디스크드라이브(HDD)교체수요와 게임기 등 비대면 전자기기 수요가 대표적이다. 산업통상자원부 수출입동향에 따르면 낸드플래시를 활용한 저장장치인 SSD는 지난달까지 11개월 연속 수출이 증가했다. 올해 들어서도 SSD 수출금액은 1월 6억8900만달러에서 지난달 10억1500만 달러로 8개월 간 47% 뛰었다. 이런 흐름은 내년에도 이어질 전망이다. 시장조사업체 옴디아는 내년 낸드플래시 시장이 727억8800만달러(약 86조5813억원)로 올해(619억2000만달러)보다 17.6% 성장할 것으로 내다봤다. 국내 업체들은 낸드플래시 공장을 신설해 공급 차질에 대비하고 있다. 공장 규모가 커져 안정적으로 신모델을 생산할 때까지는 이전모델을 중점적으로 판매한다는 계획도 세웠다. 삼성전자는 내년 하반기 중 경기 평택 낸드플래시 공장 가동에 들어갈 예정이다. 업계에서는 삼성전자가 이곳에서 190단대 V낸드를 생산할 것으로 보고 있다. 내년 4분기 176단 3D 낸드를 출시하는 SK하이닉스도 내년 경기 용인에 122조원을 투자한 반도체 클러스터 첫 삽을 뜬다. 신한금융투자 관계자는 “업계 생산효율이 전반적으로 떨어지는 것이 국내 업체에 오히려 호재가 될 수 있다”며 “낸드 수요가 공급을 초월해 가격이 오를 가능성이 있다”고 말했다. 이수빈 기자 lsb@hankyung.com