SK하이닉스가 내년 하반기에 세계 최초로 72단 3D 낸드플래시 반도체 양산을 시작한다.

26일 외신과 반도체 업계에 따르면 총 46조원 규모 중장기 투자를 단행하고 있는 SK하이닉스는 지난달 48단 3D 낸드플래시 양산에 이어 64단은 건너뛴 채 72단을 양산할 계획이다. 내년 상반기 72단 제품 개발을 완료하고 하반기 경기 이천 사업장에서 본격적인 생산에 들어간다는 구상이다.

낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터를 보관하는 메모리 반도체다. 차세대 저장장치 솔리드스테이트드라이브(SSD)나 스마트폰·태블릿 등 모바일 기기에 사진과 동영상 등을 저장하는 데 주로 사용된다. 기존에는 평면구조의 2D 낸드플래시가 주를 이뤘지만 10나노대 공정에서 기술이 한계를 맞자 수직구조인 3D 낸드플래시 개발이 추진됐다. 3D 낸드플래시는 반도체를 위로 쌓아 집적도를 높이고 용량을 늘린 것이 특징이다.

기기의 고성능화와 사물인터넷(IoT) 환경 고도화 등으로 낸드플래시 시장은 급성장을 이어가고 있다. 시장조사기관 IHS테크놀로지는 2015년 823억 기가바이트(GB)이던 낸드플래시 시장 규모가 오는 2020년 5084억 GB까지 확대될 것으로 예상했다. 연평균 44% 성장을 지속한다는 계산이다.

때문에 최근 글로벌 반도체 업계에서는 반도체를 보다 많이 쌓는 낸드플래시 적층 경쟁이 치열하다. 낸드플래시 업계 1위 기업은 삼성전자다. 삼성전자는 2013년 24단, 2015년 48단 낸드플래시를 세계 최초로 양산하며 3D낸드플래시 시장을 개척했다. 지난 8월 미국 캘리포니아에서 열린 플래시 메모리 서밋에서는 올해 연말에 차세대 V낸드 솔루션이 적용된 64단 3D낸드플래시를 양산하겠다고 밝히기도 했다. 당초 발표보다는 늦어졌지만 삼성전자는 내년 초 64단 제품 양산을 시작할 계획이다.

업계 2위인 일본 도시바도 내년 2분기 64단 낸드플래시 양산을 공언했다. 하지만 이미 48단 제품 양산에 실패한 바 있어 시장에서는 성공 가능성은 낮게 보고 있다. 인텔과 마이크론도 64단 제품 샘플 양산을 목표로 투자를 지속하는 상황이다.



낸드플래시 시장에서 SK하이닉스의 시장점유율은 지난 2분기 기준 10.7%로 5위에 그친다. 과거 D램 시절 반도체업계의 치킨게임이 새로운 '캐시카우'로 떠오른 3D 낸드플래시 시장에서 재현될 가능성이 높기에 후발주자인 SK하아닉스 입장에서는 기술 개발과 선제 투자가 중요한 시점이다.

SK하이닉스는 지난 2분기 36단 낸드플래시 출하를 시작했다. 3분기에는 모바일용 36단 낸드플래시 양산에 돌입했고 현재 48단 낸드플래시 인증 작업을 진행 중이다. 양산은 지난 11월 시작했다. 48단 낸드플래시 판매를 연내 시작할 예정인 SK하이닉스는 64단을 건너뛰고 내년 상반기 72단 제품 개발을 마치고 하반기 양산하는 전략을 채택했다.

72단 3D 낸드플래시는 64단 제품에 비해 집적률이 1.13배 높다. 이를 통해 1위 기업인 삼성전자와의 기술격차를 단숨에 줄이고 빅데이터 시대 초고용량 '테라 시대'를 열겠다는 방침이다. 1 테라바이트(TB)는 1024 GB에 해당한다.

SK하이닉스는 이러한 목표 달성을 위해 지난주 2조2000억원을 투입해 충북 청주에 반도체 공장을 건립한다는 투자계획을 발표했다. 중국 장쑤성 우시 공장에도 1조원가량의 자본을 들여 클린룸을 확장할 계획이다. 내년 말에는 SK하이닉스 생산제품의 50% 이상을 3D 낸드플래시로 채울 방침이다.

반도체 업계 관계자는 "실제 양산되는 제품이 나와야 평가할 수 있다"며 "미세공정의 기술적 난이도가 높아 수직 적층 방식이 도입된 것을 잊어서는 안 된다. 단순히 더 많은 층을 쌓는다고 해서 경쟁력이 뛰어나다고 볼 순 없다"는 지적도 남겼다.