차세대 D램 기술 과시한 중국 CXMT, 양산 능력은 물음표

중국 메모리 반도체 기업 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 차세대 D램 기술 개발 성과를 잇달아 공개하며 삼성전자·SK하이닉스 추격에 속도를 내고 있다. 실제 양산 능력을 가늠할 핵심 지표는 공개하지 않고 있어 상용화 가능성에는 의문 부호가 붙는다.

중국 정부의 지원과 막대한 내수시장을 발판으로 추격 속도가 더 빨라질 수 있어 우리나라 기업들은 기술 격차를 유지하는 데 집중해야 한다는 제언이 나온다.

CXMT는 지난달 30일 3분기 실적 발표에서 차세대 D램 기술인 '포에프스퀘어'(4F²)를 적용한 엔지니어링 샘플(ES) 검증을 마쳤다고 밝혔다. ES는 제품을 정식으로 내놓기 전 성능을 시험하기 위해 만든 시제품으로 업계에서는 해당 검증을 통과하면 상용화의 주요 관문을 넘은 것으로 본다. CXMT는 핵심 성능 목표를 달성했다고 주장하며 연내 샘플을 고객사에 보낼 계획이라고 덧붙였다.

CXMT는 이런 검증을 마친 첫 업체라며 4F² 제품을 세계 최초로 시장에 내놓겠다고 강조했다. 4F²는 데이터를 저장하는 가장 작은 단위인 셀의 면적을 줄이는 기술이다. 현재 대부분의 D램은 셀 하나가 가로 3F, 세로 2F 크기(6F²)지만 4F²는 가로·세로가 각각 2F다.

같은 면적에 더 많은 셀을 넣을 수 있어 데이터 저장 용량이 늘어나지만 기존 셀 구조를 바꿔야 해 기술개발이 어렵고 작은 오차도 불량으로 이어지기 쉽다. 공정이 까다로워 4F² 상용화의 관건은 수율과 원가 경쟁력이다.

수율은 생산한 반도체 가운데 정상적으로 작동하는 제품의 비율을 뜻한다. 수율이 낮으면 불량품도 많아져 정상 제품 하나를 만드는 데 드는 비용이 커진다. CXMT는 한 달 새 4F² 관련 발표를 두 차례 했지만 양산 경쟁력을 가늠할 핵심 지표는 밝히지 않았다.

차오칸위 CXMT 사장은 지난달 10일 중국 상하이에서 열린 '제4회 집적회로 및 칩렛 콘퍼런스'에서 4F²를 적용한 서버용 D램을 연내 선보이겠다고 처음 알렸다. 당시 저장 용량과 속도 같은 기본 사양도 내놓지 않아 업계의 의구심을 샀다.

이번 발표 역시 시제품 검증 결과를 알리는 데 그쳐 실제 양산 능력은 여전히 확인되지 않는다. 신제품 양산이 목표보다 늦어진 전례도 의문을 키운다. 2022년 외신들은 CXMT가 당시 최신 D램이던 DDR5를 연내 양산할 계획이라고 잇달아 보도했지만 CXMT 칩을 탑재한 DDR5 제품이 시장에 나온 건 2년 뒤인 2024년 말이었다. 이후에도 낮은 수율과 제품 안정성 문제로 양산에 어려움을 겪었다.

CXMT가 4F² 양산에 성공하더라도 삼성전자·SK하이닉스와의 기술 격차를 단숨에 좁히기는 어려울 것으로 관측된다. D램은 셀 면적뿐 아니라 반도체 회로를 얼마나 작고 촘촘하게 만드느냐도 중요하다. 미세공정으로 불리는 작업인데 기술 수준은 나노미터(nm·10억분의 1m) 단위로 구분된다.

업계에서는 CXMT가 12~15나노 수준의 공정에서 4F² 기술을 구현한 것으로 추정한다. 삼성전자와 SK하이닉스는 10나노 이하 공정에 4F² 기술 적용을 준비하고 있다. 중국 빅테크를 중심으로 한 거대한 내수 시장은 변수로 꼽힌다.

알리바바·텐센트·바이트댄스 등은 이미 CXMT의 주요 고객사다. CXMT의 3분기 매출은 1187억위안(약 23조8000억원)으로 1년 전보다 613% 늘었다.

중국 정부의 반도체 자립 정책으로 중국 기업들의 자국산 메모리 채택도 늘고 있어 CXMT는 신제품을 시험하고 초기 공급 물량을 확보할 기회가 많다. 제품을 공급하면서 드러난 문제점을 개선하고 생산 경험을 쌓아 수율을 높이는 데도 유리하다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 "시제품 검증은 원하는 성능을 확보했다는 의미일 뿐 실제 양산을 위해서는 수율을 끌어올려야 한다. 일반적으로 수율이 70~80%는 돼야 양산성이 있다고 보는데 CXMT가 어느 수준까지 확보했는지가 중요하다"고 했다.

그는 "중국 정부와 내수 시장을 등에 업은 CXMT가 빠른 속도로 발전하고 있는 건 사실이다. 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 기업들은 기술 격차를 유지하는 데 집중해야 한다"고 제언했다.