SK하이닉스 '낸드플래시 추격전'… 72단까지 쌓았다

메모리 반도체 세계 2위 기업인 SK하이닉스가 상대적으로 뒤처진 낸드플래시 기술력 확보와 시장 점유율 확대에 사활을 걸고 있다. SK하이닉스는 D램 시장에서는 지난해 4분기 26.3%의 점유율로 삼성전자(46.3%)에 이어 2위를 유지하고 있지만 낸드플래시 시장에서는 5위에 머물고 있다. 이런 한계를 극복하기 위해 SK하이닉스는 3차원 반도체 기술 개발, 첨단 낸드플래시 라인 증설, 20조원에 이르는 일본 도시바 인수전 참여 등 총력전을 펼치고 있다.

전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 낸드플래시는 스마트폰과 PC의 주(主)저장장치로 각광받고 있다. 최근에는 사물인터넷(IoT)과 빅데이터·인공지능(AI) 등 신기술이 쏟아져 나오면서 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 시장조사기관 가트너에 따르면 전 세계 낸드플래시 시장은 올해 465억달러(약 53조1000억원)에서 2021년 565억달러(약 64조5000억원)까지 커질 전망이다.

◇하반기 72단 낸드플래시 양산

SK하이닉스는 10일 저장공간을 72단으로 쌓은 256Gb(기가비트) 용량의 3차원(3D) 낸드플래시 개발에 성공해 하반기 양산에 들어간다고 10일 밝혔다. 256Gb 낸드플래시는 칩 하나로 웬만한 스마트폰의 저장용량을 해결할 수 있다. SK하이닉스 관계자는 "이번에 개발한 72단 낸드플래시는 적층(積層)에 따른 기술적 어려움을 극복하고 지난해 11월부터 양산한 48단 제품보다 저장공간을 1.5배 더 쌓았다"면서 "칩 내부에 고속 회로 설계를 적용해 동작 속도도 2배로 높였다"고 말했다.

과거에 반도체 업계에서는 2차원 평면 형태인 반도체의 저장용량을 늘리기 위해 회로 선폭을 좁히는 미세(微細) 공정 경쟁이 치열했다. 같은 사이즈의 반도체 칩이라면 선폭이 좁을수록 저장공간이 넓어진다. 하지만 미세공정 기술이 한계에 다다르자 반도체 기업들은 저장공간을 수직으로 쌓는 3차원 적층 기술 개발에 총력을 쏟고 있다. 저장공간을 집이라고 하면 반도체를 아파트처럼 세워 같은 땅에 더 많은 집을 집어넣는 식이다. SK하이닉스 관계자는 "수직으로 더 많은 층을 구현할수록 단면적은 줄이면서 더 많은 데이터를 넣을 수 있다"면서 "72단 낸드플래시는 48단에 비해 생산 원가도 30% 이상 줄어든다"고 말했다.

현재 낸드플래시 시장에서 가장 앞선 기술력을 가진 곳은 삼성전자다. 삼성전자는 64단 낸드플래시를 지난해 말부터 양산하고 있고 올 연말쯤에는 96단 512Gb 낸드플래시 제품을 선보일 계획이다. 지난해 4분기 기준 삼성전자의 낸드플래시 시장 점유율은 36.1%로 독보적인 1위이다. 반도체 업계 관계자는 "현재 반도체 적층 기술 발전을 감안하면 200단까지는 저장공간을 쌓을 수 있을 것으로 예상된다"면서 "앞으로 5년 이상은 반도체 적층 경쟁이 계속될 것"이라고 말했다.

◇도시바 인수하면 단숨에 2위

SK하이닉스의 또 다른 과제는 점유율 확대다. 하이닉스는 현재 세계 5위권인 생산 능력을 확대하기 위해 청주 공장에 총 15조원을 투자해 대규모 낸드플래시용 생산라인을 건립할 계획이다. 청주 신공장은 올해 8월 착공에 들어가 이르면 2019년 6월부터 가동에 들어간다.

SK하이닉스는 청주 신공장이 완공되기 전까지 3년간의 시차를 극복하기 위해 세계 최초로 낸드플래시 반도체를 상용화한 일본 도시바의 반도체 사업부 인수전에도 뛰어든 상태이다. 시장 점유율과 도시바의 기술력을 한꺼번에 확보하겠다는 전략이다. 최태원 SK회장도 지대한 관심을 쏟고 있으며 2012년 하이닉스반도체 인수를 주도했던 박정호 SK텔레콤 사장과 하이닉스 박성욱 부회장이 도시바 인수전을 이끄는 것으로 알려졌다.

블룸버그통신은 10일 "도시바 인수전에 참여한 10여 개 기업 중 SK하이닉스와 미국 통신용 반도체기업인 브로드컴, 대만 훙하이정밀공업 등 3개 기업이 가장 적극적"이라고 보도했다. 업계에서는 SK하이닉스가 해외 투자자와 함께 20조원 수준의 제안을 한 것으로 보고 있다. SK하이닉스는 인수전의 키를 쥐고 있는 일본 정부와도 긴밀하게 설득 작업을 벌이고 있는 것으로 전해지고 있다. 전자 업계의 한 관계자는 "도시바 인수에 성공하면 낸드플래시 시장의 판도를 단숨에 뒤집을 수 있다"고 말했다.

☞3차원 낸드플래시

낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 계속 저장되는 메모리 반도체이다. 기존 2차원 낸드플래시는 회로 선폭을 좁혀 공간을 확보하는 식으로 데이터 저장 용량을 늘렸지만, 3차원 낸드플래시는 수직으로 쌓아 공간을 확보한다. 같은 용량을 저장하면서도 IT 기기 안에서 차지하는 면적은 줄일 수 있기 때문에 스마트폰과 같은 소형 첨단 기기의 주(主)저장 장치로 쓴다