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[뉴스핌=양태훈 기자] D램 세계 2위 업체인 SK하이닉스가 기존보다 약 4배 정교한 미세회로를 새길 수 있는 패터닝장비를 D램 공정에 적용하는 것을 검토중이다.

올해 D램 투자규모를 확대하는 동시에 사중 포토 노광기술(Quadruple Patterning Technique, QPT)을 D램 공장에 적용해 삼성전자와의 미세공정 격차를 좁히겠다는 의지다. 삼성전자는 그간 QPT 기술을 통해 주력 제품(시스템IC·낸드플래시·D램 등)을 생산, 미세공정 기술을 통한 원가경쟁력으로 시장우위를 점해왔다.

시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 지난해 4분기 글로벌 D램 시장에서 삼성전자는 점유율 46%로 1위를, SK하이닉스는 39%로 2위를 차지했다.

22일 반도체 업계에 따르면 SK하이닉스는 최근 시장가격이 오르고 있는 D램 생산량을 늘리기 위해 경기 이천 공장(M14) 2층과 중국 우시 공장의 설비확충을 결정하고 장비를 발주했다.

특히, 우시 공장에 QPT 장비를 도입할 것으로 예측, 미국의 어플라이드 머티리얼즈 장비를 도입할 가능성이 높다.

QPT는 반도체의 원재료인 웨이퍼 위에 회로를 만드는 패터닝(회로새김)에 사용되는 장비다. 기존 SK하이닉스의 패터닝 방식은 한 번의 공정에 세 번의 패터닝(일명 TPT)이 가능했지만, QPT는 패터닝이 네번까지 가능해 더욱 미세한 회로를 그릴 수 있게 된다.

SK하이닉스 이천 M14 전경 <사진=SK하이닉스>

패터닝은 반도체 공정의 가장 핵심 중 하나다. 미세하게 회로를 새길수록 웨이퍼 한 장에서 생산할 수 있는 제품의 수가 늘어나기 때문이다.

이에 세계 1위 D램 업체인 삼성전자는 지난 2016년 QPT를 통한 10나노미터 후반(1x nm) D램의 양산기술을 확보, 지난해 본격적인 양산을 전개했다.

반도체 업계 관계자는 "올해 SK하이닉스의 총 투자규모는 전년(설비투자만 10조3000억원)과 비슷하거나 소폭 늘어날 전망으로, 낸드플래시보다는 D램 비중이 더 높을 것"이라며 "이에 SK하이닉스 내부적으로 (D램 수요가 높은 만큼) D램 공정에 기존 TPT 장비 대신 QPT 장비를 도입하기로 했다"고 설명했다.

◇QPT 도입, SK하이닉스의 '경쟁력·수익성' 강화 

SK하이닉스의 이번 QPT 장비 도입은 10nm 이하의 미세공정 기술을 확보하는데 긍정적으로 작용할 전망이다. QPT 도입으로 D램의 생산효율이 높아져 수익이 늘어날 수 있기 때문이다.

예컨대 10나노미터 중반(1y nm) D램은 10나노미터 후반(1x nm) D램 대비 생산효율이 30% 높아 같은 웨이퍼에서 30% 더 많은 칩셋을 양산할 수 있다.

송명섭 하이투자증권 연구원은 "EUV 장비는 아직 대규모 양산을 위한 기술력이 확보되지 못해 2020년이나 돼야 업체들이 도입할 것"이라며 "그전에는 1y nm D램은 (삼성전자, SK하이닉스 모두) QPT 장비를 쓸 수밖에 없다"고 설명했다. EUV 장비는 보다 미세한 공정도 가능한 기술이다. 하지만 아직 양산화 검증이 되지 않았고, 가격도 QPT보다 2배 정도 비싸다는 단점이 있다.

SK하이닉스는 1x nm D램에 있어서도 PC, 모바일, 서버용까지 제품 포트폴리오를 확장해 삼성전자와의 격차를 좁히는데 집중하고 있다. 최근 ASML로부터 EUV 장비 한 대를 구입하기로 결정, 1y nm 및 10나노미터 초반(1z nm) D램에 대한 선행 연구개발(R&D)에도 가속도를 붙이고 있다.

한편, 삼성전자와 SK하이닉스는 지난해 낸드플래시 및 D램 등 메모리 반도체 시장수요가 급증함에 따라 사상 최대의 실적을 기록했다.

삼성전자의 경우 반도체 사업을 담당하는 디바이스솔루션(DS) 부문의 영업이익이 전사 영업이익의 60%(35조1960억원)를 차지하는 성과를 거뒀다. SK하이닉스 역시 지난해 13조7213억원의 영업이익을 기록해 직전년도 대비 319% 성장하는 성과를 냈다.

어규진 이베스트증권 연구원은 "SK하이닉스는 올해 연간으로 D램에 대한 타이트한 수급 지속 등으로 매출 38조8000억원(전년比 29% 증가), 영업이익은 18조9800억원(전년比 38.3% 증가)으로 사상 최대 실적을 경신을 할 것"이라고 전망했다.

[뉴스핌 Newspim] 양태훈 기자 (flame@newspim.com)