삼성 '20나노 D램' 세계 첫 양산…의미는?

[김현주기자] 삼성전자가 이달부터 세계 최초로 차세대 '20나노(1나노:10억분의 1미터) 4기가비트(Gb) DDR3 D램' 본격 양산에 나서면서 후발 주자들과의 격차를 더욱 벌리게 됐다.

획기적인 개량형 이중포토공정(더블패터닝)과 초미세 유전망 형성기술로 비용을 줄이면서도 10나노급 진입에도 박차를 가하게 된 것. 이달 이후 PC D램 공급이 원활해지면서 시장에도 일대 변화를 줄 것으로 예상되고 있다.

◆삼성전자, 기술개발 독보적 선두

삼성전자는 지난 1994년 16메가 플래시메모리를 첫 출하때부터 미세회로 공정 경쟁에서 앞장서왔다. 세계 최초 타이틀 경쟁에서 지지 않았다.

특히 4Gb 제품에서는 지난 2009년 세계 최초로 50나노급 DDR3 D램을 개발한 데 이어 1년 1개월 후 40나노급을 출시하기 이른다.

2011년 5월에는 30나노급 D램을 최초로 양산한 데 이어 1년도 채 되지 않아 2012년 3월 28(2x)나노 D램을 양산했다.

또다시 7개월 후인 2012년 10월엔 25(2y)나노를 내놨다. 이번 20(2z)나노로 전환하는 데는 직전보다 2배의 시간인 1년 4개월이 소요됐다. 그 만큼 기술 개발에 어려움을 겪었다는 의미다.

◆벌어지는 1등과 2등의 격차…기술 우위 입증

동종업계 타사의 기술 진화 속도를 보면 삼성전자가 크게 앞서 있다는 것 알 수 있다.

아이서플라이의 지난 2013년 4분기 D램 마켓 트래커 자료(업체별 미세공정 현황)에 따르면 삼성전자는 지난해 30나노급 생산이 50%, 28나노가 44%, 25나노가 1%를 기록했다. 분기별로 보면 2013년 4분기 각각 31%, 64%, 4%에 해당한다.

이번에 20(2z)나노도 이달 양산을 시작한 만큼 올해 1분기 생산 비중에 포함될 것으로 전망된다.

SK하이닉스와 마이크론은 본격적인 25나노 양산이 더뎌지고 있어 삼성전자와의 격차는 더욱 벌어질 것으로 예상된다.

SK하이닉스의 지난해 4분기 생산 비중을 보면 30나노급 생산이 37%, 28나노가 63%에 달하고 25나노는 없다. 1분기에는 25나노급이 5%내외로 점쳐지고 있지만 20나노는 양산에도 들어가지도 못했다.

마이크론의 경우도 마찬가지로 30나노급에 80%, 28나노에 9%에 그치고 있다.

◆시장 파급력 어느 정도?

삼성전자가 이번에 양산에 성공한 20나노 D램에 삼성전자의 신개념 '개량형 이중 포토 노광 기술', '초미세 유전막 형성 기술'이 동시에 적용됐다

낸드 플래시는 셀(정보저장의 최소단위)이 트랜지스터 하나로 구성돼 구조가 비교적 단순하지만, D램은 셀이 트랜지스터와 캐패시터 적층구조로 구성되기 때문에 20나노 공정 미세화가 더욱 어렵다.

삼성전자는 이러한 D램 공정한계를 독자기술인 '개량형 이중 포토 노광 기술'을 통해 극복, 기존 포토장비로도 20나노 D램은 물론 차세대 10나노급 D램도 양산할 수 있는 기반기술을 마련한 것이다.

또한 셀 캐패시터의 유전막을 형성하는 물질을 기존 나노단위에서 옹스트롬(10분의 1나노) 단위로 초미세 제어함으로써 균일한 유전막을 만들어 20나노에서도 우수한 셀 특성을 확보했다

삼성전자가 20나노 D램 양산에 나설 경우 기존 25나노 D램 보다 30% 이상, 30나노급 D램 보다는 2배 이상 생산성이 올라갈 것으로 예상된다. 즉 같은 양의 웨이퍼에서 삼성전자가 2배 이상 더 많은 D램을 생산할 수 있게 되는 것이다.

생산량이 많아지면 공급 부족 현상이 해소돼 D램 가격이 하락하게 된다. 삼성전자가 가격 경쟁력 측면에서 우위를 차지하면서 SK하이닉스, 마이크론과의 격차는 더욱 벌어질 수 있다.

삼성전자 메모리사업부 전략마케팅팀장 전영현 부사장은 "저전력 20나노 D램은 PC 시장에서 모바일 시장까지 빠르게 비중을 확대하며 시장의 주력 제품이 될 것"이라며, "향후에도 차세대 대용량 D램과 그린메모리 솔루션을 출시해 글로벌 고객과 함께 세계 IT 시장 성장에 크게 기여할 것"이라고 말했다.