[딜사이트경제TV 최지웅 기자] 삼성전자가 10나노급 6세대(1c) D램 양산 체제에 본격 진입하며 메모리 반도체 시장의 주도권 탈환에 나섰다. 업계 최초로 1c 기반 HBM4 개발에 도전하는 등 한 세대 앞선 기술로 차별화를 꾀하고 있는 상황이다. 다만 고난도의 공정과 까다로운 고객사 인증 등 넘어야 할 관문이 적지 않다. 삼성의 도전이 새로운 시장 판도를 열지, 아니면 위험한 도박에 그칠지 업계의 이목이 집중되고 있다.

삼성전자는 지난달 말 1c D램 공정의 내부 승인 절차인 PRA를 마쳤다. 회사가 정한 신뢰성 테스트, 수율 등 핵심성과지표(KPI)를 충족함에 따라 차세대 D램 양산이 가시권에 들어왔다는 의미로 해석된다. 

차세대 D램 제조를 위한 1c 공정은 기존 5세대(1b) 대비 촘촘한 회로 선폭과 높은 집적도를 자랑한다. 삼성전자는 그간 1c D램에서 가장 큰 기술적 병목이었던 중앙 배선층을 새롭게 설계해 발열 제어와 신호 간섭 문제를 동시에 해결했다. 이를 통해 생산 수율을 60% 이상 끌어올리며 고객사 공급 기준을 충족했다. 

하지만 1c 공정은 삼성전자만의 특별한 무기가 아니다. 오히려 SK하이닉스와 마이크론 등 주요 경쟁사들이 한발 앞서 1c 공정 기반 D램 양산 체제에 돌입하며 기술 우위를 점하고 있는 상황이다. SK하이닉스는 지난해 8월 세계 최초로 1c 공정을 적용한 16Gb DDR5 D램 개발에 성공했다. 기존 1b 플랫폼을 확장하는 방식으로 1c를 개발해 시행착오를 줄였고, 수율도 80%를 웃돌며 안정세를 보이고 있다. 마이크론도 1γ(감마) 공정이라는 이름으로 1c D램과 동급의 제품을 양산하며 주요 팹리스와의 협력을 강화하고 있다. 

이에 맞서 삼성전자는 과감한 투자와 설계 개선을 통해 경쟁사들과의 기술 격차를 빠르게 좁히고 있다. 특히 업계 최초로 HBM4에 1c 공정을 적용해 메모리 반도체 시장에서 게임체인저로 도약하겠다는 의지를 내비쳤다. 현재 SK하이닉스와 마이크론이 HBM4에 1b 공정을 적용한 것과 달리, 삼성전자는 한 세대 앞선 1c 공정으로 기술 초격차를 노리고 있다. HBM은 적층된 D램의 속도와 전력 효율에 크게 좌우되는 만큼 1c 공정 적용으로 시스템 전체의 효율을 획기적으로 높일 것으로 기대된다. 

다만 이러한 전략은 실패할 경우 리스크가 크다는 점에서 '양날의 칼'이라는 평가가 나오고 있다. 1c 기반 HBM4 개발은 기술적 난이도와 수율 불안정성으로 인해 경쟁력을 장담하기 어렵기 때문이다. 이에 HBM4의 복잡한 설계와 대폭 증가한 비아 개수, 그리고 1c 공정의 불안정한 수율이 핵심 변수가 될 것이란 게 시장의 전망이다.

기술완성도와 더불어 고객사 확보도 관건이다. 삼성전자가 1c 기반 HBM4 양산에 성공해도 AI 칩 큰손인 엔비디아의 품질 인증을 통과하지 못하면 실질적인 성과를 기대할 수 없다. 현재 삼성전자는 1년 넘게 HBM3E 인증에 난항을 겪고 있어 HBM4 공급도 쉽지 않을 것이라는 우려가 공존한다.

이에 대해 삼성전자 관계자는 "회사는 다양한 D램 공정 기술을 모두 보유하고 있지만 HBM4에는 전략적으로 1c 공정을 적용하기로 했다"며 "아직 시장에 제품이 출시되지 않은 상황이기 때문에 구체적인 내용을 공유하긴 어렵다"고 말했다.