[피치원뷰]삼성·하이닉스 뒤흔든 중국 CXMT의 충격파,향후 2년이 D램 종주국 위상 결정

중국 최대 반도체 기업인 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 4F2 공정 개발을 공개,삼성전자를 제치고 차세대 서버용 D램 출시를 예고하며 글로벌 D램 반도체 대전쟁에 불을 지피고 있다.

삼성전자와 SK하이닉스가 주도해온 글로벌 D램 절대강국 1위 자리를 지키느냐,뛰어 넘느냐하는 한·중간 최첨단 메모리 개발 경쟁이 더욱 뜨겁게 달아오를 전망이다.

중국 DRAM 선두 업체인 CXMT는 지난 10일 삼성전자보다 빠른 연내에 4F2 구조의 서버용 DDR5를 선보이겠다고 발표,글로벌 메모리업계를 충격에 빠트렸다.

삼성전자SK하이닉스,미 마이크론에 이어 글로벌 4위 메모리업체인 CXMT가 메모리 반도체 강국 한국을 따라잡아 추월하는 것 아니냐는 위기감이 쏟아지면서 13일 SK하이닉스와 삼성전자 주가는 하루에 각각 10%, 7% 빠지는 등 검은화요일을 맞았다.

일각에서는 드디어 중국이 메모리 반도체 마저 한국을 따라잡은 것을 넘어 추월하기 시작했다는 해석도 나왔다. 추격자 2등 중국이 이제 삼성전자,SK하이닉스 코리아 반도체왕국을 위협하는 것을 넘어 넘어설수 있다는 전망마저 쏟아지고 있는 실정이다.

CXMT의 발표가 충격적인 것은 중국 반도체 기술은 D램의 경우 1∼2년, 고대역폭메모리(HBM)는 3년 이상 뒤쳐져 있다는 평가가 지배적이라는 기존 인식을 뒤집는 결과이기 때문이다.

■ 글로벌 2위의 추격, CXMT의 충격적 행보

차오칸위 CXMT 총재는 상하이의 칩렛 학회에서 “DRAM 소자, 4F2 구조, 하이브리드 본딩을 융합한 DDR5 RDIMM을 연말에 선보이겠다”고 밝혔다.

CXMT는 양산이나 샘플이란 표현도 세부 스펙과 출시일정도 명확히 공개하지 않은 채 ‘출시 예고’만 한 셈이다.업계는 양산까지 2년 정도 소요될 것으로 보고 있다.

CXMT가 삼성전자를 제치고 연내에 공개한다고 밝힌 D램 설계기술  ‘4F²(포에프스퀘어)’는 같은 공간에 더 많은 데이터를 담는 설계기술이다.

현재 D램 설계에 주로 적용되는 ‘6F²’보다 데이터를 저장하는 메모리 셀의 면적을 33% 줄인 최첨단 기술로, 이를 위해 메모리 셀에 들어가는 트랜지스터를 수직으로 세우는 일종의 3D 기술을 적용해야 한다.

삼성전자와 SK하이닉스도 일찌감치 4F²기술을 연구해왔지만 기존 방식의 메모리 공급부족사태와 천정부지로 치솟는 가격으로 인해 중국에 비해 상대적으로 상용화를 위한 속도를 조절하고 있다는 평가와 함께 여전히 원가문제를 해결하지 못하고 있기 때문이라는 분석이 지배적이다.

실제 삼성전자, SK하이닉스는 4F²기술을 적용한 제품 양산에 나서지 못하고 있는 것은 낮은 수율로 인해 생산 원가 문제를 해결하지 못하고 있기 때문이다. 반도체업계는 삼성전자와 SK하이닉스가 4F²기술을 적용한 D램을 만들수 없는 게 아니라 수율문제로 양산에 적용한 단계가 아니라는 평가를 내놓고 있다.

하지만 중국의 노광장비 수출규제 등 미국의 반도체장비 수출제재에도 불구하고 최첨단 D램 설계기술을 확보한 것은 기술격차가 빠르게 좁혀졌음을 보여주는 중대한 터닝포인트라는 분석이 지배적이다.

성균관대 반도체융합공학과 권석준 교수는 13일 자신의 페이스북을 통해 “기술적 수준이 최선두권에 도달한 것은 그 자체로 의미가 크고 깊다”고 “이러한 속도는 보고도 믿기지 않을 정도”라고 평가했다.

권교수는 그러나 “실제 CXMT가 그러한 공정에 삼성이나 하이닉스보다 먼저 도달할 가능성이 있지만, 그것만으로 CXMT가 갑자기 글로벌 메모리 반도체 시장의 선두가 되는 것도 아니다”라면서 “주목해야할 대목은 중국이 미국의 제재 속에서 오히려 결핍의 역설을 통해 혁신의 맹아를 키워가고 있다는 것을 입증한 셈”이라고 진단했다.

권교수는 중국 CXMT의 이번 발표처럼 4F2 같은 공정을 누가 먼저 최초에 도달하는지 자체가 큰 임팩트가 있는 것은 아니다”라면서 “오히려 한국을 비롯하여 글로벌 반도체 시장이 주목해야 할 점은 중국 반도체 산업에 대해 미 정부가 지난 2019년부터 가해온 기술·수출 제재로 벌었던 시간적 갭이 점점 바닥나고 있다는 점”이라고 지적했다.

그 근거로 권 교수는 “CXMT가 4F2 공정 로드맵을 발표한 것은 이들이 극자회선노광장비(EUVL) 없이도 이런 반도체장비 수출제재를 우회해 다른 방식으로 도달할 수 있음을 보여주고 있기 때문”이라고 진단했다.

EUVL은 13.5nm파장의 극자외선 빛을 이용,실리콘 웨이퍼에 초미세 반도체 회로패턴을 새기는 최첨단 노광기술로 네덜란드 ASML이 글로벌 시장점유율 100%를 기록하고 있는 압도적 1위 업체다.

문제는 낮은 수율로 인해 한국에 비해 높은 D램원가 구조를 보이고 있는 CXMT가 AI(인공지능) 수요 확대에 따른 초호황으로 메모리 반도체 가격이 치솟자 수익성을 확보하면서 추격의 발판을 확보하고 있다는 사실이다.

실제 CXMT는 지난 7월 상하이 과창판증시에 상장,579억 위안(11조5724억원)을 조달했고, 상반기에만 매출 1503억 위안(30조404억원), 순이익 776억 위안(15조5099억원)을 달성했다.

높은 원가에도 불구하고 중국 정부의 전폭적 지원을 받고 있는 CXMT역시 메모리반도체 슈퍼사이클의 호황을 톡톡히 누리며 체력을 키우며 D램 월 웨이퍼 생산능력 32만장을 갖추고 있다. CXMT의 발표에 글로벌 반도체업계가 충격에 빠진 것은 D램 설계가 3D로 바뀌는 전환점에서 4F²기술 확보여부가 핵심 기술이기 때문이다.

CXMT가 4F²기술로 만든 제품의 구체적인 사양이나 출시 시점 등을 공개하지 않고 있다. 실제 삼성전자는 10나노급 미만에서 완전한 4F²도입을 계획중이지만, CXMT는 12나노급에 이 기술을 부분 적용하는 수준으로, 여전히 삼성전자와의 기술격차는 1.5세대 차이가 난다는 분석이 제기되고 있다.

■ 미 행정부 수출규제를 넘어서는 중국의 반도체굴기,향후 2년이 터닝포인트

CXMT가 D램 글로벌 시장점유율 10%를 기록하며 글로벌 4위 기업으로 발돋음하며 재무적 탄력을 확보한 현 시점에 4F2 구조의 서버용 DDR5를 연내에, 그것도 삼성전자보다 빠른 시점에 선보이겠다고 발표한 사실 자체가 매우 전략적이라는 평가다.

전문가그룹은 CXMT의 이번 발표로 곧바로 글로벌 메모리 반도체 시장의 선두로 발돋음할 가능성은 매우 낮다고 보고 있다. 주목해야할 대목은 CXMT가 4F2 공정 로드맵을 발표한 것과 관련,EUVL 장비 없이도 이를 우회해 최첨단 설계기술을 확보했다는 사실이다.

그동안 한국 및 미국 반도체산업계는 트럼프 행정부의 대 중국 반도체 기술수출 규제로 인해 특히 핵심 노광장비인 ASML의 EUVL 규제가 가장 확실한 병목현상을 만들어낼 것으로 확신해왔다.

실제 중국 정부의 엄청난 보조금 지원에도 불구하고 중국이 글로벌 D램 3강에 오르지 못하고 중국 SMIC가 대만 TSMC,삼성전자 파운드리를 따라잡지 못한 것 역시 EUVL규제 때문이다. 결국 중국 화웨이를 비롯한 반도체장비업계는 EUVL없이도 기술을 개선하는 우회설계기술에 총력전을 펼쳤고 결국 삼성전자보다 먼저 연내 공개하는 수준에 이르렀다는 평가다.

권석준 교수는 이를 두고 “결핍의 역설을 통해 혁신의 맹아를 키운 꼴”이라며 미 행정부의 대중국 반도체수출 규제의 유효시한이 점점 짧아지고 있다고 평가했다.  권교수는 이번 충격 발표에 대해 “미국이 가하던 EUVL 수출통제가 주던 레버리지의 유효기간은 거의 끝나가고 있다”고 진단했다.

권 교수는 결국 EUVL 제재를 넘어,중국에 대한 탈동조화(디커플링),이른바 국가간 반도체경제 자체를 의도적으로 떼어내면서 아예 시장으로의 접근 자체를 막는 미 행정부의 전략이 먹혀들어갈지가 새로운 관전포인트라고 평가했다.

CXMT의 발표처럼 웨이퍼 단위 검증 데이터를 공개할지 주목되고 있다. 반도체업계에 따르면 삼성전자,SK하이닉스 조차 4F2 공정의 경우 2027년이후에나 적용가능할 것으로 추정되고 있다.

전문가그룹은 4F2 공정 양산적용은 이르면 2028년 상반기쯤 가능할 것으로 내다보고 있다. 삼성전자,SK하이닉스의 행보 역시 빠르게 전개될 것으로 보인다. 권 교수는 삼성전자와 SK하이닉스의 경우 4F2 공정 진입이 늦은 것은 ‘혁신기업의 딜레마’에 빠져서가 아니라고 단언한다.

여전히 기존 공정방식으로 엄청난 수익을 창출하고 있기 때문에 굳이 빨리 진입할 필요가 없었다는게 권교수의 분석이다. 권 교수는 CXMT가 4F2를 들고 나오는 위협의 본질은 이들이 삼성전자와 SK하이닉스 등 D램 선두주자보다 먼저 기술을 시도하는 추월 개념이 아니라, EUV 통제를 우회하는 길이 열렸다는 데 있다고 우려한다.

권 교수는 향후 시급한 대응방안으로 특허기술에 대한 대비와 빼어난 통상전략을 통해 미국 주도의 AI반도체 생태계 공급망에서 한국을 대체불가한 DRAM공급자 라는 지위를 더욱 확고히 해야한다고 지적했다.

글로벌 D램 1등을 고수해온 한국은 이제 중국이 2등 추격의 가능성을 입증한 만큼 더욱 초격차의 기술 개발에 속도를 높여야 할 것으로 분석된다.