중국 반도체, DDR5로 D램 3대장 위협하지만…EUV 없이 쉽지 않아

CXMT, 16나노미터대 공정으로 DDR5 양산
10나노미터 극초반 기술인 삼성‧SK 추격
미세 공정에 필수적인 EUV 사용 어려워 한계
생산성‧수익성‧수율 모두 떨어져 대량 생산 글쎄

▲중국 오성홍기를 배경으로 반도체 칩과 노동자 미니어처가 보인다. 로이터연합뉴스

한국 기업들의 거의 독점해온 글로벌 D램 시장에서 중국 메모리 기업의 추격이 심상찮다. D램 생산량을 늘리고 최신 제품인 DDR에서 최신 개발에 성공하며 삼성전자와 SK하이닉스를 위협하고 있다.

그러나 국내 반도체 업계에서는 중국의 DDR5 대량 양산은 쉽지 않을 것이라는 분석이 나온다. 7나노미터(㎚) 이하에 사용되는 극자외선(EUV) 노광 장비 확보가 쉽지 않기 때문이다.

15일 외신 등에 따르면 중국의 1위 메모리 기업인 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 글로벌 D램 시장에서 지난해 점유율이 5%까지 늘었다. 2020년 0에 수렴했던 것을 비교하면 짧은 기간 동안 의미 있는 수치인 셈이다.

CXMT의 DDR5 양산은 최근 뉴스는 아니다. 2023년 11월 DDR5 양산에 성공했다는 소식이 전해졌다. 그간 17‧18나노미터 공정 기반의 DDR4‧LPDDR4X을 제조해 왔는데, 이번 DDR5는 16나노대(1x 정도) 공정으로 양산한 것으로 전해졌다.

국내 기업은 10나노대 극초반 미세 공정을 구현하고 있다. SK하이닉스는 10나노급 6세대(1c) 미세공정을 적용한 DDR5 양산에 성공했다. CXMT의 기술이 뒤처져 있지만, 기술 격차는 점차 좁혀지고 있다.

글로벌 D램 시장은 삼성전자와 SK하이닉스, 미국의 마이크론이 장악하고 있다. 대만 시장 조사 전문업체 트랜드포스에 따르면 지난해 3분기 기준 세 회사의 점유율은 각각 42.9%, 34.5%, 19.6%이며, 총합이 97%다.

지난해 CXMT가 구형 제품인 DDR4를 대량 생산하며 D램 3사의 메모리 매출에 큰 타격을 입혔다. 과잉 생산으로 전체 시장가격을 떨어뜨린 것이다. 세 회사는 이에 대응하기 위해 DDR4의 비중을 줄이고 DDR5와 LDPDDR5, 그 다음 제품 개발‧양산에 집중했다.

▲ASML의 극자외선(EUV) 노광 장비 이미지. (ASML코리아 유튜브 영상 캡처)

CXMT가 DDR5 대량 양산하며 생태계를 뒤흔들고, 메모리 3사를 위협할지에 관련 업계의 관심이 쏠린다. 그러나 전문가들은 크게 우려할 정도는 아니라고 입을 모았다. 첨단 반도체를 만드는 데에 필수적인 EUV 노광 장비가 중국에 없기 때문이다. EUV 장비가 있어야 웨이퍼 제조 공정에서 7나노미터 이하 기술로 진입할 수 있다.

미국은 중국과의 외교 갈등이 심해지자 지난해 말 중국에 EUV 기계 반입도 금지했다. EUV 노광 장비는 네덜란드 장비 업체인 ASML에서 생산하는데, 미국이 이곳에도 압력을 행사해 중국으로 첨단 장비가 들어가는 것을 막은 것이다.

이후 중국은 반도체 자립을 위해 여러 시도를 하고 있지만, EUV 장비가 없어 선단 공정에서 어려움을 겪는 것으로 알려졌다. 한계 때문에 DDR5 양산에는 성공했어도 대량 생산하는 식으로 상용화하기는 쉽지 않을 것이라는 평가가 나온다.

한 반도체 업계의 관계자는 “DDR5는 EUV 공정이 들어가야만 수율이 괜찮은 수준으로 나온다”며 “아무리 개발을 했다고 할지라도 EUV 장비가 없으면 DDR5를 대량 생산해 수익을 거두기가 어려울 것”이라고 말했다.

물론 중국의 기업들이 그래왔듯 수익성은 포기하더라도 전체 시장점유율 확대에 집중하는 방식을 취할 수도 있다. 중국 정부의 지원 규모에 따라 CXMT의 DDR5 생산 전략이 달라질 수 있다.

▲네덜란드 벨트호벤에서 ASML 로고가 보인다. 벨트포벤(네덜란드)/로이터연합뉴스

그럼에도 EUV 장비 없이 생산한 DDR5는 경쟁사 제품 대비 많이 비싸고 수율도 낮을 것으로 보인다. CXMT가 D램 3사를 위협하기 어려운 이유다.

중국 상하이마이크로전자가 7나노미터 이하급 EUV 노광 장비 개발에 나섰다. 개발 속도에 따라 CXMT의 기술 추격속도가 달라질 수는 있다.