[투자판이 바뀐다]SK하이닉스, D램·낸드 주도권 확보…미래 기술개발도 지속

[서울=뉴시스]업계 최초로 개발한 HBM3 D램

[서울=뉴시스] 이재은 기자 = SK하이닉스는 글로벌 팬데믹과 무역 갈등의 격화로 인해 불확실성이 커진 경영환경 속에서도 신속한 선도 기술의 개발과 주력 제품의 안정적인 양산 전개, 업계 최고의 품질경쟁력을 바탕으로 좋은 실적을 거두고 있다. SK하이닉스는 반도체시장 주도권을 강화하기 위해 올해도 대규모 투자를 이어갈 계획이다.

1초에 영화 163편…현존 최고 사양 D램 개발

SK하이닉스는 지난해 12월 D램 단일 칩으로는 업계 최대 용량인 24Gb DDR5 제품의 샘플을 출하했다고 밝혔다. 이는 2020년 10월 세계 최초로 DDR5를 출시한데 이어 1년 2개월 만에 최대 용량 제품을 선보인 것이다. DDR5 분야 기술 주도권을 확고히 한 것이다.

특히 이번 24Gb DDR5 제품에는 EUV공정을 도입한 10나노 4세대(1a) 기술이 적용됐다. 2020년 세계 최초로 출시한 DDR5 D램 대비 칩당 용량이 16Gb에서 24Gb로 향상돼 생산효율이 개선됐고, 속도는 최대 33% 빨라졌다. 또 전력 소모를 기존 제품 대비 약 25% 줄이고, 생산효율 개선에 따라 제조과정에서도 에너지 투입량을 줄였다. SK하이닉스는 이 제품을 통해 탄소 배출 저감 측면에서도 성과를 낼 것으로 기대하며, ESG 경영 관점에서도 큰 의미가 있다고 보고 있다.

아울러 지난해 10월, SK하이닉스는 업계 최초로 HBM3 디램을 개발했다고 밝혔다. HBM(High Bandwidth Memory)은 여러 개의 디램을 수직으로 연결해 기존 디램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치, 고성능 제품이다. 처음 HBM을 출시하고, HBM2E 시장을 선도한 SK하이닉스는 HBM3를 최초로 개발함에 따라 고객 가치를 높이는데 앞장서고 있다.

이 제품은 초당 819GB(기가바이트) 데이터를 처리 할 수 있다. 이전 세대인 HBM2E와 비교하면 속도가 78% 빨라진 것으로 FHD(Full-HD)급 영화(5GB) 163편 분량의 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다. 또한 오류정정코드가 내장돼 있으며 이 코드를 통해 디램 셀(Cell)에 전달된 데이터의 오류를 스스로 보정할 수 있게 한 것도 특징이다.

작년 7월에는 10나노급 4세대(1a) 미세공정을 적용한 8Gbit(기가비트) LPDDR4 모바일 디램 양산을 시작했다. 이 제품은 SK하이닉스 디램 중 처음으로 EUV 공정기술을 통해 양산된다는 의미가 있다. 공정이 극도로 미세화 됨에 따라 반도체 기업들은 웨이퍼에 회로 패턴을 그리는 포토 공정에 EUV장비를 잇따라 도입하고 있다. 업계에서는 EUV활용 수준이 기술 리더십의 우위를 결정짓는 중요한 요소가 될 것이라 보고 있다. SK하이닉스는 이번에 EUV 공정기술의 안정성을 확보한 만큼, 향후 1a 디램의 모든 제품을 EUV를 활용해 생산할 계획이다.

고성능·저전력 확보한 기업용 SSD

SK하이닉스는 2020년 12월 업계 최고층인 176단 512Gb TLC 4D 낸드플래시를 개발했다. 이번에 개발한 176단 낸드는 3세대 4D 제품으로 업계 최고 수준의 웨이퍼 당 생산 칩 수를 확보했다. 이를 통해 비트 생산성은 이전 세대보다 35%이상 향상돼 원가경쟁력을 갖출 수 있게 됐다. 2분할 셀 영역 선택 기술을 새롭게 적용해 셀(Cell)에서의 읽기 속도는 이전 세대보다 20% 빨라졌다.

지난해 1월에는 소비자용 SSD 제품 ‘Gold P31’과 ‘Gold S31’을 국내 시장에 정식 출시했다. 이 제품들은 2019년 미국 시장에 먼저 선보이고 호평을 받은 슈퍼 코어(Super-core) SSD 시리즈다. SK하이닉스 자체 낸드플래시, 컨트롤러, 펌웨어, 디램으로 구성된 제품으로 국내 소비자들에게 혁신적인 컴퓨팅 환경을 선사할 수 있을 것으로 기대된다. 8월에는 ‘Gold P31’ 라인업에 2TB 용량의 제품을 추가해 소비자들에게 폭 넓은 선택의 기회를 제공했다.

[서울=뉴시스]기업용 SSD 신제품 PE8110 E1.S

또 같은해 4월에는 데이터센터에 사용되는 기업용 SSD 제품인 ‘PE8110 E1.S’의 양산을 시작했다고 밝혔다. 이전 세대 96단 낸드 기반 제품인 PE6110 대비 읽기 속도는 최대 88%, 쓰기 속도는 최대 83% 향상된 제품으로 4GB 용량의 풀 HD급 영화 한 편을 1초 만에 저장하는 수준이다. SK하이닉스는 이러한 기술 개발을 통해 고객들에게 최고 품질의 제품을 제공하는 한편, HDD를 SSD로 빠르게 전환해 탄소배출 저감에도 기여하겠다는 의지를 밝혔다.

AI·자율주행차용 반도체·차세대 메모리 등 미래 기술개발 투자

SK하이닉스는 R&D 역량을 지속 강화해 기존사업은 물론, AI, 자율주행차용 반도체, 차세대 메모리 등으로 대표되는 미래 기술개발에 대한 시딩 투자(신규사업에 대한 기초 투자)에도 힘쓰고 있다.

2016년부터 오토모티브 전략 팀을 구성하고 메모리 기반의 운전자 보조시스템(ADAS), 인포테인먼트( 시장을 분석, 대응해오고 있다. 현재 인포테인먼트 위주로 사업을 진행 중으로 주요 칩셋업체, 전장업체, 전기자동차 업체들과 협력하며 중장기 시장 대응 기반을 마련하고 있으며 점차 가시화된 성과를 보여줄 것으로 기대하고 있다.

SK하이닉스가 현재 주로 공급하고 있는 제품은 LPDDR/DDR/eMMC 등의 D램과 낸드 제품으로, 전체 매출 중 Automotive향 메모리가 차지하는 비중은 약 한 자릿수 초반 정도다. 업계에서는 차량용 메모리 시장이 2024년까지 연평균 7% 이상씩 성장할 것으로 보고 있어 앞으로 꾸준한 성장이 예상되는 분야다. SK하이닉스 또한 시장 상황을 예의주시하며 적기에 대응할 수 있게 준비하고 있다.

또한 2020년 9월에는 SK하이닉스가 전액 투자하여 제조업 난제 해결 위한 산업용 AI 전문회사 ‘가우스랩스’가 출범했다. 가우스랩스는 SK그룹의 첫 별도 법인으로 미국 실리콘밸리에 본사를 두고 있다. 가우스랩스는 우선 AI를 통한 반도체 제조 혁신을 목표로 하며, SK하이닉스의 제조현장에서 발생되는 방대한 데이터를 활용하여 생산 효율성을 극대화 할 수 있는 AI 솔루션을 개발할 예정이다. 이를 통해 SK하이닉스는 공정 관리, 수율 예측, 장비 유지보수, 자재 계측, 결함 검사 및 불량 예방 등 반도체 생산 공정 전반의 지능화와 최적화를 이룰 수 있을 것으로 기대된다.


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