[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자가 앞으로 향후 10년 동안에는 극자외선(EUV)을 적용한 D램이 경쟁 우위를 가져갈 것으로 내다봤다. 3세대 10나노미터(nm·10억분의 1) D램 이후는 물론 한자리수 나노 크기의 초미세화에도 핵심적 역할을 할 것이란 전망이다.

2일 삼성전자에 따르면 최근 메모리사업부는 국내외 투자자 등을 대상으로 한 '삼성 인베스터스 포럼2020'에서 '메모리 시장 전망에 대한 삼성전자의 전략'에 대해 발표했다. 

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자는 향후 10년 동안 EUV가 D램 경쟁력을 높이는 역할을 할 것으로 내다봤다. [사진=삼성전자] 2020.12.01 sjh@newspim.com

한진만 삼성전자 전무는 "앞으로 10년은 EUV로 대비해야 한다"며 "국제 디바이스·시스템 로드맵(IRDS)은 10년 내 D램을 한자리 나노미터로 이끌어 갈 궁극적인 장비로 EUV를 주목했다"고 밝혔다. 

삼성전자 EUV를 담당하는 퀀텀 TF는 이름에 TF(Task Force)라는 명칭이 들어가 임시 조직인 것처럼 보이지만 정식 조직이다.

삼성전자 관계자는 "기술 연구소에서 먼저 연구하던 것을 본격적으로 생산 공정에 도입하기로 하면서 퀀텀 TF조직을 꾸렸고 규모도 꽤 늘었다"고 설명했다. 

삼성전자는 D램 글로벌 시장 1등으로 기술 초격차를 유지하기 위해 D램 공정에 EUV 공정을 도입, 지난 3월 양산 체제를 갖췄다. 당시 D램에 EUV를 도입한 것은 삼성전자가 처음이었다. 

이를 통해 삼성전자는 3세대 10나노급(1z) D램을 EUV 공정으로 생산했고 내년에는 4세대(1a) D램에 본격 적용한다는 계획이다. 

삼성전자는 EUV를 D램 공정에 적용하기 위해 약 10여년간 연구를 진행했다. 특히 약 14나노 이하 미세공정에 어려움을 맞닥뜨리면서 연구에 속도를 내기 시작했다. 기존 ArF 장비로는 미세화 한계를 맞닥뜨릴 것으로 판단, EUV를 통해 극복하기로 했다. 

기존의 D램 공정에 EUV를 도입하는 것이 쉽지 않았지만 400만장의 웨이퍼 실험을 거쳤고, EUV를 도입함으로써 불량률을 20%가량 줄일 수 있다는 결과까지 얻었다. 

삼성전자는 앞으로 D램 수요가 계속 늘어날 것으로 내다봤다. 올해는 수급 불균형으로 D램 가격 하락세가 나타났지만 코로나19가 디지털 전환을 가속화 시키면서 관련 투자가 늘어나고 IT 기기 사용과 고사양화가 이뤄지면서 수요가 증가한다는 것이다. 

삼성전자는 IDC 조사를 인용, 서버와 모바일을 중심으로 D램 수요가 증가해 2019년에서 2024년까지 연평균 15~20%까지 성장할 것으로 예측했다. 

모바일에서는 5G 스마트폰이 D램의 고사양화를 부추기고 있는 중이다. 5G 스마트폰은 2025년까지 연평균 35%의 성장률을 보일 것으로 예상되고 있다.

이런 가운데 스마트폰 D램 평균 탑재 용량은 4GB에서 2023년 6GB, 2025년에는 8GB가 대세를 이룰 것으로 기대했다. 

아울러 영상 소비 증가로 데이터 소비량 역시 늘어나는 추세다. 2024년까지 연평균 트래픽 증가율 전망치는 14%다. 삼성전자는 동영상, 게임 중심의 데이터 트래픽 증가가 서버 시장에서 데이터 수요를 이끌 것으로 예측했다.  

이와 관련, 황민성 삼성증권 연구원은 "삼성은 EUV에 앞서 있다는 기술력을 강조하고 있다"며 "단순 장비 투자를 넘어 여러가지 에코시스템을 갖추면서 불량률을 낮추고 공정 과정을 줄여 보다 정교하고 싸게 만들 수 있다고 발표했다"고 전했다. 

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자는 차세대 낸드에 더블스택 기술을 적용, 적층 단수를 현재 128단에서 256단까지로 높일 수 있다고 밝혔다. [사진=삼성전자] 2020.12.01 sjh@newspim.com

삼성전자는 또한 차세대 V낸드에 더블스택(Two stack) 기술을 적용하겠다는 계획도 밝혔다. 현재 6세대 V낸드는 '싱글스택' 기술로 128단을 적층하는데, 더블스택 기술을 적용하면 단순 계산해 256단까지 적층 가능하다는 설명이다. 

한 전무는 "실제 적층 단수는 소비자 수요와 시장 상황에 따라 달라질 수 있다"며 "시장에 최적화된 단수가 어떤 것이냐가 관건"이라고 말했다.

낸드플래시는 기본 저장 단위인 '셀'을 얼마나 높이 쌓아(Stack) 올릴 수 있느냐에 따라 기술력이 갈린다. 쌓는 단 수가 높을 수록 저장할 수 있는 데이터양이 많아진다. 

더블스택 기술은 싱글스택보다 적층 수를 빠르게 높일 수 있지만 더 많은 공정 과정이 투입된다는 것이 단점이다.

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