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장태수 SK하이닉스 부사장, '1c D램' 개발 공로 대통령 표창

SK하이닉스는 장태수 부사장이 지난 19일 서울 중구 대한상공회의소에서 열린 '제52회 상공의 날' 기념 행사에서 대통령 표창을 받았다고 20일 밝혔다. 상공의 날은 산업 및 경제 발전을 이끈 상공업자의 노고를 기리고, 기업 경쟁력을 높이기 위해 제정된 기념일로, 매년 상공업 발전에 기여한 기업인·근로자·단체 등을 대상으로 시상식이 열린다. 이날 장 부사장은 세계 최초로 최단 기간 내 10나노(nm)급 6세대(1c) 미세공정 기술이 적용된 16Gb(기가비트) DDR5 D램을 개발해 국내 반도체 산업 경쟁력을 높인 공로로 대통령 표창을 수상했다. 장 부사장은 20년간 메모리 선행 기술 및 소자 연구에 매진한 전문가로, 44나노부터 10나노까지 10세대에 걸쳐 핵심 기술 개발에 참여했다. 특히 그는 기존 소자의 미세화 한계를 극복하기 위해 말 안장(Saddle) 모양의 FinFET인 Saddle-Fin 구조를 개발, D램 셀(Cell) 트랜지스터에 성공적으로 적용해 44나노 D램을 세계 최초로 양산하는 데 기여했다. 훗날 이 기술은 모든 D램 제조사로 확산되며 업계 표준으로 자리 잡았다. '1c D램 개발 TF'에서 소자 총괄 리더로 참여한 이후 장 부사장은 세계 최초로 최단 기간 내 1c DDR5 D램을 개발하는 성과를 냈다. 1c 공정 기술은 메모리 성능을 높이고 전력 소비를 줄이는 첨단 선행 기술로 HPC(고성능 컴퓨팅) 및 AI 성장의 필수 기술로 여겨진다. 수상 소감을 묻는 최수현 앰버서더의 질문에 장 부사장은 "모두가 함께 이룬 성과"라며 구성원들에게 공을 돌렸다. 그는 “선배님들이 다져놓은 튼튼한 뼈대 위에 구성원이 힘을 합쳐 이룬 성과입니다. 제가 모두를 대신해서 상을 받았다고 생각한다"며 "이번 수상을 위해 물심양면 지원해 주신 선후배 구성원과 가족들에게 감사 인사를 전한다"고 말했다. 이번 성과가 의미 있는 이유를 방승현 앰버서더가 묻자 장 부사장은 “세계 최초, 최단 기간 내 개발을 통해 SK하이닉스가 가장 먼저 기술 주도권을 확보했기 때문”이라고 설명했다. 그는 “메모리의 최소 회로 선폭을 먼저 개발했다는 것은 초고속·저전력 제품을 선제적으로 고객들에게 공급하고, 프리미엄 시장에 빠르게 진입해 초기 수요를 선점한다는 점에서 의미가 있다"며 "이번 1c DDR5 D램 개발로 SK하이닉스는 기술 리더십을 더욱 공고히 할 것”이라고 강조했다. 아울러 장 부사장은 이번에 개발한 기술이 HBM 성능을 높이는 데에도 기여할 것으로 내다봤다. D램 셀 크기를 줄이면, 동일 규격의 실리콘 안에 더 많은 D램 셀을 배치할 수 있다. 이를 통해 규격이 정해진 HBM의 칩 크기 및 높이를 유지하면서 용량을 높일 수 있게 된다. 또한 셀 크기가 작아져 여유 공간이 생기므로 HBM 내부에 다양한 설계를 시도해 여러 기능을 추가할 수도 있다. 아울러 장 부사장은 미세공정 혁신에 더욱 속도를 내겠다는 포부도 밝혔다. 그는 “데이터 저장을 담당하는 캐패시터의 면적을 확보하기 위해 고유전율 소재 및 새로운 구조의 캐패시터 개발에 주력하고 있다"며 "또한 데이터 입출력을 담당하는 셀 트랜지스터의 누설 전류를 최소화하고자 구조 혁신에도 힘쓰는 중"이라고 설명했다.

2025.03.20 15:29장경윤

삼성電, 차세대 D램 '칩 사이즈' 키운다…HBM 수율 향상 최우선

삼성전자가 지난해 하반기부터 최첨단 D램의 재설계를 칩 사이즈를 키우는 방향으로 진행 중인 것으로 파악됐다. 생산성과 성능 보다는 '수율(투입품 대비 양품 비율)'에 무게를 둔 전략으로, HBM(고대역폭메모리) 등 고부가 메모리의 안정적인 양산에 역량을 집중하려는 전략으로 풀이된다. 10일 업계에 따르면 삼성전자는 지난해 하반기부터 1c(6세대 10나노급) D램의 칩 사이즈를 기존 대비 키워 개발을 진행하고 있다. 1c D램은 삼성전자가 올해 하반기 양산을 목표로 한 차세대 D램이다. 회로 선폭은 11~12나노미터(nm) 수준이다. 이전 세대인 1b(5세대) D램은 12~13나노 대로 추산된다. 삼성전자는 1c D램을 차세대 HBM4(6세대 HBM)에 우선적으로 적용할 계획이다. 주요 경쟁사 대비 한 세대 앞선 D램으로 HBM의 경쟁력을 빠르게 끌어올리겠다는 의도가 깔려 있다. SK하이닉스·마이크론 등은 HBM4에 1b D램을 채택하기로 했다. 다만 삼성전자의 1c D램은 개발 초기부터 수율 개선에 난항을 겪어 왔다. 지난해 하반기 첫 양품을 확보했으나, 수율을 만족스러운 수준까지 구현하지는 못한 것으로 알려졌다. 주요 배경은 생산성이다. 당초 삼성전자는 경쟁사를 의식해 1c D램의 칩 사이즈를 당초 계획 대비 줄이기로 했다. 칩 사이즈가 작아질수록 웨이퍼 투입량 대비 생산량이 많아져, 제조 비용 효율화에 유리하다. 다만 이로 인해 안정성이 떨어진다는 지적이 제기돼 왔다. 이에 삼성전자는 지난해 말 1c D램의 설계를 일부 수정하기로 했다. 핵심 회로의 선폭은 최소한으로 유지하되, 주변 회로의 선폭 기준을 완화해 수율을 빠르게 끌어올리는 것이 주 골자다. 사안에 정통한 복수의 관계자는 "삼성전자가 1c D램의 칩 사이즈를 키우는 쪽으로 설계를 변경한 뒤, 올해 중순을 목표로 수율 향상에 열을 올리고 있다"며 "비용이 더 들더라도 차세대 메모리의 안정적 양산에 초점을 맞춘 것으로 보인다"고 설명했다. 설계가 변경된 1c D램의 유의미한 수율을 논하기에는 아직 이르다는 평가다. 삼성전자 안팎에서는 오는 5~6월께 구체적인 결과가 도출될 것으로 기대하고 있다. 한편, 비슷한 이유에서 1b D램의 일부 제품도 수율 향상을 위한 재설계가 이뤄지고 있다. 현재 서버용 32Gb(기가비트) 1b D램 제품의 수율을 양산 수준인 70~80%대까지 끌어올리는 작업이 진행 중인 것으로 알려졌다.

2025.02.10 17:05장경윤

역대 최대 실적 쓴 SK하이닉스, HBM·eSSD 등 차세대 'AI 메모리' 집중

메모리 반도체 시장이 올해에도 AI 데이터센터 산업을 중심으로 성장할 것으로 전망된다. 이에 따라 SK하이닉스는 레거시 D램 및 낸드의 출하 비중을 줄이고, HBM(고대역폭메모리)·eSSD(기업용 SSD) 등 고부가 메모리 사업 확대에 집중할 계획이다. SK하이닉스가 23일 실적발표를 통해 지난해 연간 매출액 66조1천930억원, 영업이익 23조4천673억원을 기록했다고 밝혔다. 이번 매출과 영업이익은 SK하이닉스 역대 최대 실적에 해당한다. 기존 매출 최고치는 2022년 44조6천216억원, 영업이익 최고치는 20조8천437억원이었다. 특히 지난해 4분기 매출은 전분기 대비 12% 증가한 19조7천670억원, 영업이익은 15% 증가한 8조828억원에 달했다. 이 역시 분기 최대 실적이다. 호실적의 주요 배경은 AI용 고부가 메모리 산업의 확대다. SK하이닉스는 "4분기 높은 성장률을 보인 HBM은 전체 D램 매출의 40% 이상을 차지했고, eSSD도 판매를 지속 확대했다”며 “차별화된 제품 경쟁력을 바탕으로 한 수익성 중심 경영으로 안정적인 재무 상황을 구축했고, 이를 기반으로 실적 개선세가 이어졌다”고 말했다. 레거시 D램·낸드 수요 부진에…감산 기조 지속 다만 올해에도 AI 데이터센터를 제외한 IT 시장 전반의 수요는 부진할 것으로 예상된다. SK하이닉스는 올 1분기 메모리 생산이 D램의 경우 전분기 대비 10% 초반, 낸드는 10% 후반대로 감소할 것으로 내다봤다. 특히 범용 및 레거시 낸드는 감산 기조가 더욱 뚜렷하게 나타날 전망이다. SK하이닉스는 "지난해 eSSD를 제외한 제품은 일반 응용처 수요 회복 지연으로 제한적 생산을 유지해 왔다"며 "앞으로도 낸드는 수요 개선이 확인될 때까지 현재와 같은 운영 기조를 유지하고, 시장에 맞춰 탄력적 운영 및 재고 정상화에 집중할 것"이라고 설명했다. 지난해 하반기부터 중국 후발주자들의 진입이 활발한 DDR4, LPDDR4 등 레거시 D램도 판매 비중을 줄인다. SK하이닉스는 해당 레거시 메모리의 매출 비중은 지난해 20% 수준이었으나, 올해에는 한 자릿수 수준으로 크게 낮출 예정이다. 올해도 HBM 등 AI 메모리 전환 집중 이에 따라 SK하이닉스는 HBM3E 공급 확대와 HBM4의 적기 개발 공급, DDR5·LPDDR5 중심의 선단 공정 전환 등에 주력한다. 올해 SK하이닉스의 HBM 매출은 전년 대비 100% 성장할 것으로 예상되며, 특히 12단 제품이 올 상반기 HBM3E 출하량의 절반 이상을 차지할 것으로 전망된다. 내년 주력 제품이 될 HBM4는 올 하반기 12단 제품의 개발 및 양산 준비를 마무리할 계획이다. SK하이닉스는 HBM4에 기술 안정성, 양산성이 입증된 1b(5세대 10나노급) D램을 적용하기로 했다. 나아가 16단 제품도 내년 하반기 양산할 것으로 예상된다. 최선단 D램인 1c(6세대 10나노급) D램의 상용화도 계획 중이다. SK하이닉스의 1c D램은 이전 세대 대비 성능은 28%, 전력효율성은 9% 개선된 것이 특징으로, 향후 AI 서버 시장에서 수요가 증가할 것으로 보인다. SK하이닉스는 "지난해 하반기 개발 완료 및 양산성을 확보한 1c D램은 이미 초기 양산 목표 수율을 상회하고 있다"며 "올 하반기부터 일반 D램에 적용해 양산할 예정이나, 올해 투자가 HBM과 인프라에 집중된 만큼 향후 수요와 공급 상황을 고려해 램프업(ramp-up)을 위한 투자를 계획할 것"이라고 설명했다. 설비투자, 수익성 확실한 분야에만 초점 SK하이닉스는 올해 전체 설비투자 규모를 전년 대비 소폭 증가시키기로 했다. 지난해 투자 규모는 10조원 중후반대로 추산된다. 올해 투자는 HBM 생산능력 확대, 청주에 건설 중인 M15X, 용인 팹 등에 초점을 맞추고 있다. M15X는 향후 SK하이닉스의 최선단 D램의 주력 생산기지가 될 전망으로, 올해 4분기 문을 열 예정이다. 2027년 2분기 오픈을 목표로 한 용인 클러스터 1기 팹도 올해부터 공사가 시작된다. SK하이닉스는 "회사의 투자는 수익성이 확보된 제품에 우선적으로 투자를 집행하고, 시황에 기민하고 유연하게 조절한다는 원칙"이라며 "전체 투자 중 대부분이 HBM과 인프라 투자에 집중될 것"이라고 밝혔다.

2025.01.23 12:06장경윤

삼성전자, '1c D램' 양산 투자 개시…차세대 HBM4 본격화

삼성전자가 '1c D'램 양산 투자를 시작한다. 최근 관련 협력사에 제조설비를 발주해, 내년 2월께 설치 작업에 돌입할 것으로 파악됐다. 1c D램이 삼성전자의 차세대 HBM4 경쟁력을 좌우할 핵심 요소인 만큼, 제품을 적기에 양산하기 위한 준비에 나서는 것으로 보인다. 9일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 평택 제4캠퍼스(P4)에 1c D램용 양산라인을 구축하기 위한 장비 발주를 시작했다. 1c D램은 6세대 10나노급 D램이다. 회로 선폭은 11~12나노미터(nm) 수준이다. 현재 상용화된 가장 최신 세대인 1b(5세대) D램보다 한 세대 앞선 제품으로, 내년부터 본격적인 상용화에 이를 것으로 예상된다. 때문에 그동안 삼성전자도 1c D램 개발에 주력해 왔다. 지난 3분기에는 처음으로 1c D램의 '굿 다이'(Good die; 정상적으로 작동하는 칩)를 확보하는 등 가시적인 성과도 얻었다. 나아가 삼성전자는 1c D램을 본격 양산하기 위한 준비에 나섰다. 최근 P4 내 신규 D램 라인에 1c D램 양산용 설비투자를 진행한 것으로 파악됐다. 그간 1c D램은 파일럿(시생산) 라인에서만 제조돼 왔다. 이에 따라 램리서치 등 주요 장비업체의 설비가 내년 1분기부터 반입될 예정이다. 당장의 투자 규모는 전체 D램 생산량 대비 그리 크지 않은 수준으로 추산된다. 다만 삼성전자 안팎에서는 추가 투자에 대한 논의도 진행되고 있는 것으로 알려졌다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 내년 2월경 1c D램 양산용 설비 도입을 시작할 것으로 안다"며 "추가 투자는 1c D램의 수율 안정화가 어느 정도 이뤄진 후에 나오게 될 것"이라고 설명했다. 삼성전자의 1c D램은 차세대 HBM(고대역폭메모리)인 HBM4(6세대 HBM) 공급 경쟁에서도 큰 의미를 가진다. 삼성전자는 5세대 HBM인 HBM3E까지 1a(4세대) D램을 채용했으나, HBM4에서는 1c D램을 활용할 계획이다. 주요 경쟁사인 SK하이닉스, 마이크론은 HBM3E에 이어 HBM4에서도 1b D램을 유지한다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 메모리다. 때문에 코어 다이인 D램의 성능이 HBM의 성능에 큰 영향을 미친다. 삼성전자가 HBM4에 1c D램을 성공적으로 적용하는 경우, 차세대 HBM 시장에서 주도권을 회복할 수 있다는 기대감이 나오는 이유도 여기에 있다. 다만 삼성전자가 1c D램 및 HBM4를 성공적으로 양산할 수 있을 지는 아직 판단하기 어렵다. 삼성전자가 1c D램 개발에 총력을 기울이고는 있으나, 아직 안정적인 수율을 구현하지는 못했기 때문이다. 또 다른 관계자는 "삼성전자가 내년 하반기 HBM4 양산을 목표로 둔 만큼 이를 위한 설비투자를 진행하는 것으로 보인다"며 "관건은 D램 및 HBM의 수율을 얼마나 빠르게 향상시킬 수 있는가가 될 것"이라고 말했다.

2024.12.09 11:09장경윤

삼성 HBM4 희망 불씨...'1c D램' 성과에 달렸다

삼성전자를 둘러싼 위기론이 또 다시 고개를 들고 있습니다. 위기의 근원지로는 대체로 반도체로 모아지는 듯합니다. 그중에서도 HBM 사업을 중심으로한 메모리 경쟁력 회복과 지지부진한 파운드리가 지목되고 있습니다. 신뢰와 소통의 조직문화 재건도 관건입니다. 이에 지디넷코리아는 삼성 위기설에 대한 근원적인 문제를 살펴보고 재도약의 기회를 함께 모색해 보고자 합니다. [편집자주] 삼성전자가 개발 중인 1c D램(6세대 10나노급 D램)이 반도체 업계 최대 화두로 떠오르고 있다. 1c D램은 삼성전자, SK하이닉스 등이 내년 양산을 본격화할 것으로 예상되는 차세대 메모리다. 삼성전자의 경우 1c D램의 초도 양산라인을 올해 연말 구축할 계획이다. 1c D램이 삼성전자에게 중요한 이유는 반도체 시장 성장을 이끌고 있는 HBM(고대역폭메모리) 때문이다. 삼성전자는 내년 말 출시를 앞둔 6세대 HBM, HBM4의 코어 다이(core die)로 1c D램을 채용하기로 했다. 삼성전자는 이전 세대인 HBM3, HBM3E 등에서 주요 고객사인 엔비디아향 양산이 지연되는 등 차질을 빚어 왔다. HBM3E에 경쟁사가 1b D램을 채용한 것과 달리, 한 세대 낮은 1a D램을 활용한 것이 성능 부진의 주된 요소로 지목된다. 반대로 HBM4에는 삼성전자가 1c D램을, SK하이닉스·마이크론이 1b D램을 채택했다. 삼성전자가 경쟁사보다 집적도를 높인 D램 채용으로 그동안 탈많은 HBM의 경쟁력을 빠르게 끌어올리겠다는 전략이다. ■ "관례 뒤집는 승부수"…삼성 1c D램 성능 안정성 여부 의문 다만 삼성전자의 HBM 로드맵에 업계의 우려 섞인 시선도 적지 않다. 그간 D램 및 HBM이 개발돼 온 기술적인 절차와 관례를 삼성전자가 이번 HBM4부터 뒤집을 가능성이 높기 때문이다. 이유는 이렇다. HBM은 범용 D램을 기반으로 만들어지기 때문에, 범용 D램의 성능을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다. 이에 업계는 먼저 컴퓨팅과 모바일 등으로 D램 제품을 개발하고, 이후 이를 HBM에 적용하는 과정을 거쳐 왔다. 그러나 현재 삼성전자의 행보를 봤을때 이러한 과정을 생략하거나 축소할 가능성이 크다. 삼성전자는 당초 연내 1c D램의 초도 양산을 시작하겠다는 계획을 세운 바 있다. 설비투자 시점을 고려하면 본격적인 양산은 빨라도 내년 상반기에나 가능하다. 이 경우, HBM4의 목표 양산 시점과의 간격이 1년도 채 되지 않는다. 메모리 반도체 업계 고위 관계자는 "통상 D램은 컴퓨팅을 코어로 개발하고 모바일, HBM 등으로 파생되는 순서를 거쳐야 안정적"이라며 "반면 삼성전자는 양산 일정을 고려하면 HBM이 사실상 신규 D램의 가장 빠른 주 적용처가 되는 것으로, 이례적인 시도"라고 설명했다. 실제로 SK하이닉스는 지난 8월 세계 최초로 1c 공정 기반의 16Gb(기가비트) DDR5 D램을 개발하는 데 성공했으나, HBM4에는 적용하지 않는다. 시장 상황을 고려해 성능 향상 보다는 안정성에 무게를 두는 판단이 작용한 것으로 알려졌다. ■ '희망 불씨' 봤다지만…확실한 성과 보여줘야 이달 삼성전자는 1c D램 개발 과정에서 처음으로 '굿 다이'(Good die)를 확보했다. 굿 다이란 제대로 작동하는 반도체 칩을 뜻하는 단어다. 이에 회사 내부에서는 "희망이 생겼다"는 긍정적인 평가가 나오기도 한 것으로 전해졌다. 다만 삼성전자가 1c D램을 안정적으로 양산하기 위해선 아직 많은 준비와 절차가 필요하다는 지적이 제기된다. 이번 개발 과정에서 삼성전자가 확보한 굿 다이의 수는 웨이퍼 투입량 대비 매우 적은 수준이다. 수율로 환산하면 10%를 밑도는 것으로 산출된다. 또한 반도체 공정은 굿 다이 확보 이후 해당 칩을 패키징까지 완료하는 엔지니어링 샘플(ES), 고객사향 품질 인증을 마치기 위한 커스터머 샘플(CS) 등 상용화를 위한 여러 과정을 거쳐야 한다. 업계 관계자는 "삼성전자가 빠른 시일 내에 1c D램에서 수율과 성능 안정성 등 두 마리 토끼를 모두 잡아야 하는 상황"이라며 "최근 성과가 무의미한 것은 아니나, HBM의 경쟁력을 크게 끌어올리기 위해서는 더 많은 진전을 이뤄야 한다"고 설명했다.

2024.10.21 14:43장경윤

SK하이닉스, 최선단 D램 시대 열었다..."1c D램 개발은 시작일 뿐"

SK하이닉스가 최근 업계 최선단 공정 기반의 D램을 가장 먼저 개발하는 성과를 거뒀다. 회사는 이에 그치지 않고 3D 셀, 이종접합 등 기술 혁신으로 차세대 D램 시대에 대응한다는 전략이다. SK하이닉스는 지난달 29일 10나노급 6세대(1c) 16Gb(기가비트) DDR5 D램을 개발한 주역들과 좌담회를 진행했다고 10일 밝혔다. 해당 자리에는 1c 기술 개발을 주도한 오태경 SK하이닉스 부사장(1c Tech TF), 조주환 부사장(DRAM 설계), 조영만 부사장(DRAM PI), 정창교 부사장(DRAM PE), 손수용 부사장(개발 TEST), 김형수 부사장(DRAM AE)이 참석했다. 1c 기술은 10나노대 초반의 극미세화된 메모리 공정 기술이다. 1c 기술을 적용한 DDR5의 동작 속도는 8Gbps(초당 8기가비트)로 이전 세대인 1b DDR5보다 11% 빨라졌으며, 전력 효율은 9% 이상 개선됐다. 성능뿐만 아니다. SK하이닉스는 EUV 공정에 신소재를 개발해 적용하는 한편, 설계 기술 혁신을 통해 공정 효율을 극대화했으며 원가 절감까지 이루어냈다. SK하이닉스는 1c 개발 가속화를 위해 이미 우수성이 증명된 1b 플랫폼을 확장하는 방식으로 개발하는 전략을 선택하고, 기존의 3단계(테스트, 설계, 양산 준비) 개발 방식을 2단계(설계, 양산 준비)로 효율화했다. 오태경 부사장은 "1c 기술 개발을 총괄한 1c Tech TF의 가장 큰 목표는 '1등 개발'이었다"며 "커패시터(Capacitor) 모듈과 같은 고난도의 기술 요소를 양산 공정에서 바로 개발하는 방식을 택한 덕분에 전세대 제품 대비 2개월이나 단축해 1c 기술 개발에 성공할 수 있었다"고 설명했다. 정창교 부사장은 "공정이 미세화되면서 과거와는 다른 특성들이 더 중요해지고, 이로 인해 수율 저하 등 문제가 발생할 수 있다"며 "1c 기술에서 주요 성능의 수준을 높이는 트리밍 기술을 활용해 수율과 품질을 확보했다"고 밝혔다. 트리밍이란, 반도체 설계 변경 없이 전자식 퓨즈(eFuse)를 활용해 성능을 상향시키는 기술을 뜻한다. 나아가 SK하이닉스는 1c 이후의 차세대 D램 제품에서도 선두를 유지하기 위한 전략을 구상 중이다. 조영만 부사장은 "1c 기술을 넘어 D램 기술은 점점 더 미세화될 것이고, 특히 10나노 아래 한 자릿수 기술로 넘어가는 시점이 오면 기존 방식으로는 한계가 있을 것"이라며 "이를 극복하기 위해서는 소재 및 장비의 성능을 극대화하는 것뿐만 아니라 2D 셀에서 3D 셀로의 구조 변화, 이종접합 등과 같은 기술 혁신 역시 필요하다"고 강조했다. 한편 SK하이닉스는 연내 1c DDR5의 양산 준비를 마치고 내년부터 시장에 제품을 본격 공급할 계획이다.

2024.09.10 09:58장경윤