삼성전자, 초격차 유지 위한 차세대 D램 전략: 6세대 양산부터 3D D램 로드맵까지

1. 요약

• 삼성전자는 2024년 4월 글로벌 반도체 학회에서 연내 10nm급 6세대 D램 양산 계획을 공개함으로써, 기술 우위를 선제적으로 확보하려는 전략을 구체화하였습니다. 이 발표는 메모리 시장에서 삼성전자의 확고한 입지를 다지기 위한 중요한 이정표가 되었으며, 2024년 말에는 해당 제품의 양산에 성공하며 목표를 달성했습니다. 10nm급 6세대 D램은 이전 모델인 5세대 D램보다 더욱 많은 회로를 집적할 수 있도록 극자외선(EUV) 공정을 통한 기술적 혁신을 이루었습니다. 이를 통해 삼성전자는 높은 시장 점유율 방어를 방침으로 삼고 있으며, 특히 AI와 같은 고용량 메모리가 요구되는 분야에서의 적용이 기대됩니다.

• 양산 후, 10nm급 6세대 D램은 메모리 시장 전체에 긍정적인 영향을 미쳤으며, D램 시장의 활기를 불어넣었습니다. 업계 전문가들은 삼성전자가 2024년 D램 양산을 통해 시장의 80% 이상을 차지할 것으로 전망하며, 이는 경쟁사와의 기술적 차별화에 크게 기여하고 있습니다. 삼성전자는 원가 절감 전략을 통해 생산성 향상과 전력 효율성을 개선하여 가격 경쟁력에서도 우위를 점하고 있습니다. 이러한 경쟁력은 HBM, CXL, PIM 등 차세대 메모리 기술 발전에도 긍정적인 영향을 미치고, 이는 고객의 수요에 대응하기 위한 중요한 전략으로 작용하고 있습니다.

• 현재 삼성전자는 차세대 메모리 기술 연구 개발에 박차를 가하고 있으며, 특히 2025년 공개 예정인 3D D램에 대한 기대가 큽니다. 3D D램은 데이터 저장의 효율성을 극대화하고, AI 및 빅데이터 처리에 필수적인 고용량 메모리 수요를 충족시킬 것으로 예상됩니다. 삼성전자가 제시한 3D D램 기술은 반도체 업계에서 새로운 기준이 될 것이며, 메모리 시장의 경쟁에 중요한 변화를 초래할 것입니다.

2. 6세대 10나노급 D램 연내 양산

• 2-1. 6세대 D램 양산 일정

• 삼성전자는 2024년 4월에 열린 글로벌 반도체 학회에서 연내 10nm 급 6세대 D램의 양산 계획을 공식 발표하였다. 이 발표를 통해 삼성전자는 경쟁사들보다 선제적으로 기술적 우위를 확보하겠다는 전략을 세웠다. 10nm 급 6세대 D램은 기술적인 혁신을 통해 이전 모델인 5세대 제품 대비 더욱 많은 회로를 집적할 수 있으며, 극자외선(EUV) 공정을 활용하여 생산의 정밀도를 높였다. 이 제품은 2024년 말 성공적으로 양산에 돌입하였고, 향후 메모리 시장에서 큰 영향을 미칠 것으로 예상되었던 바 있다.

• 양산 일정은 예측대로 진행되었으며, 삼성전자는 이 시점을 기점으로 D램 시장에서의 리더십을 지속적으로 강화할 예정이다. 특히, 10nm 급 6세대 D램 제품은 온디바이스 인공지능(AI) 등 고용량 메모리가 필요한 기기에서 처음으로 채택될 것으로 보인다.

• 이와 같은 일정과 목표 달성은 삼성전자가 메모리 시장의 우위를 유지하기 위한 중요한 방안으로 작용했고, 향후 시장 점유율 방어에도 큰 기여를 할 것으로 기대되었다.

• 2-2. 양산 이후 시장 영향

• 삼성전자가 10nm 급 6세대 D램의 양산을 성공적으로 마친 이후, 이는 메모리 시장 전반에 긍정적인 영향을 미쳤다. D램 시장은 지난해부터 서서히 회복세를 보였으며, 삼성전자는 이번 양산을 통해 경쟁사와의 기술적 차별화를 더욱 확고히 하였다. 업계 전문가들은 삼성전자가 2024년 D램의 양산을 통해 시장의 80~90%를 차지하고 있는 서버, 스마트폰 및 전자기기에 대한 압도적인 경쟁력을 보여줄 것이라고 전망하였다.

• 특히, 삼성전자는 D램 생산의 첨단기술을 기반으로 한 원가 절감 전략을 통해 시장 잠식을 노릴 예정이다. 구체적으로는 생산성 향상과 전력 효율성 개선을 통해 제조 비용을 낮추며, 이를 바탕으로 가격 경쟁력에서도 우위를 점할 것으로 예상된다.

• 이러한 강점은 시장 내에서 삼성전자의 점유율을 더욱 높이는데 기여하고 있으며, 고대역폭메모리(HBM), 컴퓨트 익스프레스 링크(CXL), 프로세싱인메모리(PIM) 등 다음 세대 메모리 기술 발전에도 긍정적인 영향을 미치고 있다. 삼성전자는 차세대 메모리 기술 연구개발에도 집중하고 있으며, 2025년 공개 예정인 3D D램과 같은 혁신적 제품이 AI 및 빅데이터 처리에서 더욱 크나큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

3. 초격차 전략과 생산 비용 절감

• 3-1. 초격차 제조기술 적용

• 삼성전자는 초격차를 유지하기 위해 D램 제조에 새로운 제조 기술을 신속하게 적용하고 있습니다. 특히, 극자외선(EUV) 리소그래피 기술을 활용하여 공정의 정밀도를 높이고 생산성을 향상시키고 있습니다. 이 기술의 도입으로 동일한 칩 면적 내에서 더 많은 회로를 배치할 수 있게 되어 결과적으로 더 높은 용량의 메모리를 생산할 수 있습니다.

• 삼성전자는 지난해 10㎚급 5세대 D램을 성공적으로 양산한 이후, 10㎚급 6세대 D램의 양산을 2024년 말에 진행할 계획입니다. 이런 기술적 우위를 기반으로 삼성이 시장에서의 리더십을 지속적으로 강화할 수 있을 것으로 보입니다.

• 3-2. 생산 능력 확대와 원가 경쟁력

• 삼성전자는 D램 시장에서 45% 이상의 점유율을 차지하는 세계 1위 기업으로, 압도적인 생산 능력을 바탕으로 가격 경쟁력을 강화하고 있습니다. D램 생산량은 지난 2022년에는 월 67만 장에 달하며, 2024년 4분기에는 월 70만 장으로 증가할 것으로 예상되고 있습니다.

• 이런 대규모 생산은 규모의 경제를 실현하여 원가를 크게 낮출 수 있습니다. 특히, 10㎚급 6세대 D램의 양산이 이루어지면 생산단가가 더욱 낮아져 시장 점유율 확대에 큰 도움이 될 것입니다. 또한, 삼성전자는 이와 함께 생산 라인의 효율성을 극대화하고 있어, 경쟁사보다 더 유리한 고지를 선점할 것으로 보입니다.

• 3-3. 차세대 메모리 개발 동향

• 차세대 메모리 기술의 한 축인 고대역폭메모리(HBM), 컴퓨트 익스프레스 링크(CXL), 프로세싱 인 메모리(PIM), 3D D램 등이 삼성전자의 전략적 초점이 되고 있습니다. 최근, 삼성전자는 HBM의 생산 능력을 약 2.9배 확대하기 위해 증설 및 생산 기술 개발에 속도를 내고 있습니다.

• 또한, 3D D램 기술 개발에도 적극 참여하고 있으며, 2025년 내에 첫 번째 버전의 수직채널트랜지스터(VCT) D램을 선보일 계획입니다. 2030년에는 3D D램의 상용화를 목표로 하여, 메모리 시장의 변화에 발 맞추고 있습니다. 이러한 혁신은 특히 인공지능(AI)과 빅데이터 처리에 필요한 고용량 메모리 수요를 충족시켜 삶의 질을 향상시킬 수 있는 중요한 요소입니다.

4. 3D D램 로드맵 및 향후 전망

• 4-1. 3D D램 개발 원리

• 3D D램은 최신 반도체 기술 중 하나로, 전통적인 D램과 비교하여 여러 가지 혁신적인 특징을 가지고 있습니다. 일반적인 D램은 셀을 수평으로 배열하여 데이터 저장을 진행하는 반면, 3D D램은 셀을 수직으로 쌓는 구조를 채택합니다. 이 방식은 동일 면적에서 더 많은 셀을 배치할 수 있게 하여 용량을 획기적으로 증가시킵니다. 3D D램의 기본 용량은 100Gb로, 기존의 D램보다 약 3배 높은 용량을 제공합니다. 이러한 구조적 변화는 전류 간섭 현상을 감소시키는 효과도 가지며, 이는 더욱 고속의 데이터 처리를 가능하게 합니다.

• 삼성전자는 3D D램 개발에 있어 '수직 채널 트랜지스터(VCT)' 기술을 활용하고 있습니다. VCT는 전자 흐름을 담당하는 채널을 수직으로 배치하고, 이를 스위치 역할을 하는 게이트로 감싸는 방식입니다. 이 기술을 통해 D램 내부의 트랜지스터 간격을 넓혀 간섭을 줄이고, 더 많은 셀을 배치할 수 있습니다. 기술적으로 이러한 변화는 반도체의 성능을 크게 개선할 수 있는 기회를 제공하며, 이는 특히 AI 및 빅데이터와 같은 데이터 집약적인 작업에 있어 중요한 역할을 예상하게 만듭니다.

• 4-2. 공개 일정과 기대 효과

• 삼성전자는 3D D램을 2025년 공개할 예정입니다. 이 발표는 지난해(2024) 4월에 열린 글로벌 반도체 학회에서 예고되었습니다. 해당 발표에서는 3D D램이 어떻게 반도체 업계에서 새로운 패러다임을 제시할 것인지에 대한 로드맵이 논의되었습니다. 삼성전자가 제시한 기술적 장점은 AI 및 자율주행차, 데이터센터에 필수적인 대용량 데이터 처리 능력을 갖추고 있다는 점입니다.

• 3D D램의 공개는 메모리 시장 경쟁에서 삼성전자의 입지를 더욱 강화할 것으로 기대됩니다. 비록 삼성전자가 HBM 시장에서는 후발주자로 평가받았으나, 3D D램을 통해 잃었던 시장 점유율을 회복할 수 있을 것입니다. 특히, 제조 비용 절감 및 고효율 데이터 처리가 가능해짐에 따라, 다양한 전자기기에 더 많은 용도로 활용될 가능성이 높습니다. 이러한 전망은 반도체 시장의 미래 경쟁 구도에도 큰 영향을 미칠 것으로 보입니다.

• 4-3. 시장 적용 가능성

• 3D D램은 높은 용량과 빠른 데이터 처리 속도로 인해 스마트폰, 노트북 등의 소형 IT 기기에 우선적으로 적용될 것으로 예상됩니다. 이는 특히 컴퓨터 게임, AR/VR 애플리케이션 및 고해상도 멀티미디어 처리에 큰 효과가 기대됩니다. 또한, 중장기적으로 자율주행차 및 IoT 기기에서도 필수적인 데이터 처리 요구를 충족시킬 수 있도록 설계되고 있습니다.

• 현재 다양한 주요 반도체 기업들이 3D D램 기술 개발에 박차를 가하고 있는 상황입니다. 삼성전자가 선제적으로 3D D램을 시장에 선보일 경우, 타 기업들로부터 높은 관심을 받을 뿐만 아니라 기술력과 시장 지배권을 강화하는 결정적인 계기가 될 것입니다. 반도체 산업 내 경쟁 우위를 강화하기 위한 필수 요소로 자리잡을 것입니다.

결론

• 삼성전자는 2024년 말 6세대 10nm D램 양산을 성공적으로 마무리함으로써 메모리 시장에서의 기술적 우위를 재확인하였습니다. 이를 통해 삼성전자는 메모리 시장 내에서의 본격적인 경쟁 종속자를 처치할 수 있는 기회를 마련하게 되었습니다. 더불어 HBM, CXL, PIM과 같은 다양한 차세대 메모리 기술 개발에도 집중하여 생산 비용 절감과 기능 혁신을 동시에 노리고 있습니다. 이 과정은 향후 시장 내 경쟁력을 더욱 높이는 중요한 열쇠가 될 것입니다.

• 특히, 2025년 공개 예정인 3D D램은 AI와 빅데이터 시장에서의 고용량 및 고속 처리 수요가 급격히 증가하고 있는 가운데 삼성의 입지를 한층 더 공고히 할 것으로 기대됩니다. 다양한 산업의 데이터 처리 속도와 용량을 충족할 수 있는 이 혁신적 제품은, 시장에서 삼성전자의 경쟁력을 재확립하는 데 기여할 것입니다.

• 앞으로 투자자와 산업 관계자들은 삼성전자의 3D D램 상용화 전략 및 생산 안정화 과정을 면밀히 주시해야 하며, 생태계 파트너십 강화와 시장 수요 추이에 대한 분석이 반드시 필요합니다. 차세대 메모리 기술이 가져올 변화와 기회를 잘 활용하는 것이 메모리 시장의 미래를 좌우할 것입니다.

용어집

• 삼성전자: 대한민국의 다국적 전자 기업으로, 메모리 반도체 시장에서 세계적인 선두주자입니다. 2024년 말 6세대 D램 양산을 성공적으로 완료하여 기술적 우위를 재확인하였으며, 2025년에는 3D D램을 공개할 예정입니다.

• 6세대 D램: 삼성전자가 개발한 최신 세대의 D램으로, 10nm 급 기술을 기반으로 하여 더 많은 회로를 집적할 수 있는 혁신적인 제품입니다. 2024년 말부터 양산이 시작되어 메모리 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

• 10nm: 반도체 제조 공정에서 사용되는 크기 단위로, 10nm 기술은 D램 칩의 회로가 10나노미터 면적 내에 집적된다는 것을 의미합니다. 이는 회로 간의 간섭을 줄이고, 성능을 향상시키는 데 기여합니다.

• 초격차: 삼성전자가 경쟁사에 비해 기술적 우위를 유지하기 위한 전략으로, 이를 통해 메모리 시장에서의 리더십을 강화하려는 노력을 의미합니다.

• 고대역폭메모리(HBM): 높은 데이터 전송 속도를 자랑하는 메모리 기술로, 대용량 데이터 처리가 필요한 AI 및 고성능 컴퓨팅 시스템에 필수적입니다. 삼성전자가 이 기술의 생산 능력을 확대하고 있습니다.

• 컴퓨트익스프레스링크(CXL): CPU와 가속기 간의 데이터 전송을 최적화하기 위한 고속 인터페이스 표준으로, 메모리와 컴퓨팅 성능을 향상시키는 데 기여합니다.

• 프로세싱인메모리(PIM): 메모리 내에서 직접 데이터 처리를 수행하는 기술로, 데이터 전송 속도를 높이고 에너지 효율성을 개선하는 혁신적인 방식을 제공합니다.

• 3D D램: 삼성전자가 2025년 공개할 예정인 D램으로, 수직으로 셀을 쌓는 구조를 통해 기존 D램보다 최대 3배의 용량을 제공합니다. AI 및 빅데이터 처리를 지원하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

• 양산: 신제품을 대량으로 생산하는 과정을 의미하며, 10nm 급 6세대 D램의 경우 2024년 말에 성공적으로 양산이 시작되었습니다.

• 로드맵: 기업이나 기술의 발전 계획을 구체화한 일정으로, 삼성전자가 3D D램 공개 일정 및 향후 계획을 설명하는 데 사용하고 있습니다.

• EUV (극자외선): 반도체 제조 공정에서 소형 전자 부품을 제작하기 위해 사용하는 리소그래피 기술로, 더 복잡한 회로 패턴을 정밀하게 구현할 수 있도록 도와줍니다.

출처 문서

• 삼성, 연내 10나노급 6세대 D램 양산…'초격차' 이어간다 [biz-플러스]https://www.sedaily.com/NewsView/2D7S4S1YI8
• 차세대 D램 조기 양산 승부수···`원가 끌어내려 시장 잠식`https://news.zum.com/articles/89799705
• 삼성전자, 꿈의 메모리 3D D램 내년 공개… '초격차' 굳힌다http://www.seoulwire.com/news/articleView.html?idxno=603833