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인스타 좋아요 다시 찾아온 ‘메모리의 봄?’···“반도체 골든타임 3년 남았다”

작성일 25-10-01 12:54

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인스타 좋아요 [주간경향] ‘메모리의 봄’이 찾아왔다. 낸드플래시 메모리와 D램 가격이 일제히 상승하면서 다음 달 발표되는 삼성전자와 SK하이닉스의 3분기 실적 기대감이 높아졌다. 주가도 상승세다. 고대역폭메모리(HBM) 5세대 제품인 ‘HBM3E’의 엔비디아 품질 테스트를 드디어 통과한 삼성전자는 1년 1개월 만에 ‘8만 전자’에 복귀했고, 6세대 제품인 HBM4 개발 소식을 전한 SK하이닉스의 주가는 사상 최고치를 경신하며 ‘35만 닉스’에 안착했다.
하지만 ‘K반도체’를 둘러싼 환경은 녹록지 않다. 메모리에서 압도적인 우위를 유지한다는 뜻의 ‘초격차’는 이제 옛말이 됐다. 미국, 중국 등 해외 메모리 업체의 추격은 매섭고 트럼프 2기 행정부는 글로벌 반도체 공급망의 불확실성을 키운다. 2030년 파운드리(반도체 수탁생산) 분야에서 선두가 되겠다는 목표 역시 멀어지고 있다. 일각에선 “한국 반도체의 ‘골든타임’이 3년 남았다”(박준영 산업인류학연구소장)는 진단마저 나온다. 메모리 호황에 취해 변화를 모색하지 않다가는 한국 반도체 산업의 생존 자체가 위협받을 수 있다는 얘기다. 주간경향이 메모리 호황 뒤에 가려진 국내 반도체 산업의 현실과 돌파구를 짚어봤다.
메모리 호황과 사라진 ‘초격차’
지금의 메모리 호황은 어디에서 기인한 것일까. 우선 챗GPT 등 생성형 AI의 확산으로 학습(Training)·추론(Inference)을 담당하는 시스템 반도체인 GPU와 이와 짝을 이루는 HBM 수요가 급증했다. 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존 등 미국 빅테크뿐 아니라 텐센트, 바이두 등 중국 기업도 데이터센터 등 AI 인프라 투자를 늘리며 HBM 수요를 끌어올렸다. 낸드플래시 기반의 대용량 저장장치(SSD) 주문도 증가했다.
GPU와 HBM은 전력 소모가 크고 가격이 비싸다 보니, AI 학습에는 GPU+HBM 조합을 활용하되 연산력이 크게 필요하지 않은 서비스 단계의 AI 추론에는 추론 전용 반도체를 쓰려는 업체들이 생겨났다. 이에 엔비디아가 지난 9월 9일(현지시간) 추론에 적합한 ‘루빈 CPX’를 공개했다. 이 칩은 HBM 대신 그래픽용 D램 ‘GDDR7’을 사용하며, AI 추론의 첫 단계인 ‘질문 이해(Prefill)’에 특히 적합하다. 이런 변화로 GDDR D램 수요와 가격도 오르고 있다.
또 스마트폰 신제품 출시로 모바일 D램·낸드 수요가 늘었고, 그동안 가격을 끌어내렸던 중국산 저가 메모리에 실망한 고객들이 한국산 메모리를 찾으면서 가격 상승세가 더욱 탄력을 받았다. 그야말로 거의 모든 종류의 메모리가 인기다. 모건스탠리는 최근 보고서에서 “이런 사이클이 2027년까지 이어질 것”이라고 내다봤다.
하지만 한때 ‘초격차’의 지위를 누렸던 한국산 메모리는 이제 없다. 낸드플래시의 경우, 업계 1위 삼성전자가 2013년 셀을 수직으로 쌓아 올려 데이터 용량을 늘리는 낸드플래시를 개발한 뒤 삼성과 하이닉스 간 ‘누가 더 많은 셀을 쌓아 올리냐’는 단수 경쟁이 시작됐는데, 2022년 ‘200단’ 경쟁에 마이크론과 중국 YMTC가 참여하면서 한국 업체와 앞서거니 뒤서거니 하는 중이다. 내년에는 ‘400단’ 경쟁의 승자가 나올 것으로 보이는데, 정작 400단 이상 적층에 필요한 패키징(포장) 기술 관련 특허는 YMTC, 대만 TSMC, 미국 엑스페리 등이 갖고 있다.
낸드플래시보다 부가가치가 높은 D램에서는 ‘만년 3등’ 마이크론이 상당 부분 기술 격차를 줄였다. D램은 현재 반도체 회로 선폭을 11~12나노미터(㎚)로 줄인 10㎚급 6세대 D램(1c) 경쟁이 치열하다. 1c를 가장 먼저 개발한 건 하이닉스였고, 그다음이 마이크론이었다. D램을 쌓아 만드는 HBM 역시 현재 6세대 제품인 HBM4 경쟁이 한창인데, 양산 체제를 구축한 건 하이닉스 뿐이고, 삼성과 마이크론은 내부 개발을 마무리한 수준이다. 과거 6개월~1년 정도 개발이 늦던 마이크론이 이제는 삼성과 하이닉스 수준으로 기술력을 높인 건 분명해 보인다.
‘만년 3위’ 마이크론의 변화
마이크론은 1979년 미국 아이다호주 보이시에 설립된 메모리 업체로, 2010년 전후 진행된 ‘반도체 치킨게임’에서 파산한 대만과 일본, 싱가포르의 메모리 업체들을 인수해 커졌다. 반도체 제조 공장(팹)이 대만, 일본, 싱가포르, 미국 등 여러 곳에 떨어져 있어 비효율적인 데다, 조직 간 커뮤니케이션도 힘들었다. 이런 마이크론이 어떻게 삼성과 하이닉스를 위협하는 수준까지 성장했을까.
전문가들은 마이크론이 공정과 개발에서 다양한 혁신의 모습을 보여주고 있다고 말한다. 예컨대 마이크론은 기술 개발에 보이시 본사 조직과 일본의 히로시마 조직을 활용한다. 최정동 테크인사이츠 수석부사장은 정보통신(IT) 전문 매체 ‘디일렉’과의 인터뷰에서 “보이시에서 다음 세대를 개발하면, 히로시마에서는 그 다음 세대를 개발한다. 지그재그 방식으로 기술 개발 시간을 줄였다. 세대가 진행되면서 (삼성과 하이닉스를) 조금씩 캐치업하게 됐다”고 말했다.
또 마이크론은 2023년부터 대만에 있는 2개의 팹, 타이중 ‘팹11’과 타오위안 ‘팹16’을 하나로 통합해 운영하고 있다. 웨이퍼 위에 회로를 그리는 공정은 팹16에서 진행하고, 이후에는 웨이퍼를 100㎞ 떨어진 팹11로 옮겨 중간·배선 공정을 진행한다. 김창욱 보스턴컨설팅그룹 MD파트너는 “삼성과 하이닉스의 팹은 계획도시에 집중적으로 만들어진 ‘메가 팹’이지만, 마이크론의 팹들은 서로 분리돼 있는 데다 규모도 작다. 이런 팹의 문제는 ‘규모의 경제(생산 규모가 커짐에 따라 생산량 한 단위당 드는 평균 비용이 감소하는 현상)’를 누릴 수 없다는 것”이라며 “이에 마이크론은 웨이퍼를 옮기는 방식으로, 두 개의 팹을 마치 하나의 거대 팹처럼 운영해 문제를 풀어가고 있다”고 설명했다. 소위 ‘원 메가 팹’ 방식이다.
그는 “마이크론은 어려운 환경에서도 적응력과 민첩함과 유연성을 가지고 쫓아왔고, 이젠 능력을 인정받고 있다. 삼성·하이닉스와 달리 대형 고객들이 비중이 높지 않다 보니 더 다양한 고객들을 상대해야 하고, 이들의 마음에 들려면 어떻게 해야 하나 고민도 많이 한다. 반면에 한국은 그만큼 절박했느냐는 질문을 던져볼 만하다”고 말했다. 삼성·하이닉스·마이크론의 D램 시장 점유율은 불과 4~5년 전까지 40%(삼성), 30%(하이닉스), 20%(마이크론) 정도였는데, 올해 2분기 기준으로 38.7%(하이닉스), 32.7%(삼성), 22.0%(마이크론)로 바뀌었다. D램 제품군을 HBM으로 좁히면 마이크론의 존재감은 더 커진다. 시장조사기관 카운터포인트리서치에 따르면, 올해 2분기 HBM 점유율은 하이닉스 62%, 마이크론이 21%, 삼성이 17%이다.
‘초격차의 주인공’ 삼성전자는 왜 이렇게 됐을까. 삼성전자 반도체연구소 연구원 출신의 박준영 산업인류학연구소장은 주간경향과의 인터뷰에서 “권오현 부회장(2012~2017년 당시 삼성전자 DS부문장 겸 대표이사 부회장) 시절 삼성 반도체는 가장 좋은 성과를 냈다. ‘워크하드’가 아닌, ‘워크스마트’를 내세우며 정시 퇴근을 장려하고 직원들의 창의성을 중시하던 분위기가 이런 성과를 내는 데 큰 역할을 했다. 하지만 2017년 DS 부문장이 바뀌면서 이런 워크스마트 문화가 사라져버렸다. 야근은 늘어나고 단기적인 성과를 위해 직원들을 옥죄는 문화로 바뀌었다”고 말했다.
이어 그는 이렇게 말했다. “현장을 잘 아는 엔지니어나 현장 조직 임원보다 미래전략실(현 사업지원TF) 참모들의 힘이 강한 것도 문제였어요. 이들은 권한만 있고 책임은 지지 않는데, 현장에서는 권한은 없고 책임만 지거든요. 이게 계속 미스매치가 나기 시작하면서 삼성이라는 조직이 망가진 거죠.”
실제로 삼성이 2019년 HBM 개발팀을 대폭 축소한 건 현장이 아닌 윗선에서 ‘수요가 마땅치 않은 HBM보다 시장 수요가 있었던 GDDR 쪽에 더 투자하는 게 수익성에서 좋다’고 판단했기 때문이다. 반면 당시 하이닉스는 HBM을 계속 개발할 것인가를 판단하는 과정에서 현장 엔지니어들의 생각을 묻고 HBM 개발을 이어간다는 결정을 내렸다.
미국발 위기는 오히려 부차적 문제···“관세 카드 쓰지 못할 것”
이에 비하면 ‘반도체 관세 위기’는 오히려 부차적인 문제로 보인다. 트럼프 행정부는 반도체에 25% 이상의 품목 관세를 매기겠다고 위협하지만, 전문가들은 ‘반도체 관세 부과는 쉽지 않을 것’이라고 전망한다.
김양팽 산업연구원 전문연구원은 주간경향과의 전화 통화에서 “반도체 품목 관세는 오히려 미국 기업 등에 위협이 된다”며 이렇게 말했다. “예를 들어 HBM의 경우, 엔비디아가 하이닉스의 HBM을 가져다가 대만의 TSMC에서 GPU와 함께 패키징해 시장에 파는 형태입니다. 관세가 부과되면 엔비디아가 부담을 지게 되는 거죠. 또 미국 시장에서 판매되는 D램과 낸드 등 메모리는 대부분 한국 등 해외에서 옵니다. 마이크론도 미국 내 생산 물량은 별로 없고 해외에서 생산해 들여오는 물량이 많습니다. 그렇기 때문에 반도체가 필요한 미국 입장에서 이들 제품에 품목 관세를 매기기란 쉽지 않을 겁니다.”
미국 정부는 지난 8월 말 삼성과 하이닉스의 중국 법인을 ‘검증된 최종사용자(VEU)’ 명단에서 제외하기로 했다. 그동안 두 회사는 중국 공장에 미국산 장비를 들일 때 미국 정부의 별도 허가 없이 반입할 수 있었지만, VEU 지위를 잃으면 장비를 반입할 때마다 개별 허가를 받아야 한다. 이는 중국 내 생산 차질로 이어질 가능성이 크다. 현재 미 정부는 개별 허가 대신 1년 단위로 연간 장비 물량을 일괄 승인하는 방안을 검토 중인 것으로 알려졌다.
김창욱 보스턴컨설팅그룹 MD파트너는 “트럼프 행정부가 반도체 품목 관세 카드를 만지작거리다가 VEU를 건드린 것”이라며 이렇게 말했다. “반도체 관세는 결국 미국과 한국이 모두 손해 보는 ‘루즈-루즈 게임’이거든요. 관세 카드는 쓰지 못할 겁니다. 그렇다면 트럼프에게 이를 대신할 카드가 필요한데요. VEU가 그 카드가 되는 거죠.”
TSMC 따라잡지 못하는 이유···“우리 내부를 들여다봐야 실제 문제가 해결돼”
메모리와 함께 K반도체의 경쟁력으로 꼽히는 파운드리 역시 녹록지 않다. 삼성은 2030년 파운드리 1위 달성을 목표로 하고 있지만, 업계에서는 목표 달성이 불가능할 것으로 판단하고 있다. 삼성은 이미 2022년 파운드리 업계 1위 TSMC보다 먼저 시스템 반도체의 선폭을 3㎚로 줄이는 데 성공했다. 당시 삼성은 3㎚ 공정에 새로운 반도체 소자 기술인 게이트올어라운드(GAA)까지 적용하며 TMSC와의 격차를 줄이겠다고 했지만 성공하지 못했다.
수율을 잡지 못하다 보니 이를 이용하겠다는 고객이 많지 않고, 물량을 많이 만들지 못하다 보니 수율을 잡지 못한다. 삼성 파운드리의 고질적인 수율과 물량 문제는 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’ 문제나 마찬가지다. 현재 파운드리는 2㎚ 공정 개발 경쟁 중이다. 삼성전자가 개발하는 엑시노스2600칩과 테슬라의 AI6칩은 향후 삼성 파운드리 2㎚ 공정에서 만들어질 예정이다. 이때는 닭과 달걀의 딜레마에서 벗어날 수 있을까.
박준영 소장은 “삼성 파운드리의 낮은 수율 문제는 단순히 물량 문제만이 아닐 수 있다”며 “수율이 빠르게 높아지지 않는 건 삼성이 공정·설비 부문의 엔지니어와 숙련 기술자들을 우대하지 않는 문제와 겹쳐 있다”고 지적했다.
“생산 수율을 잡을 때 설비와 공정 엔지니어의 기술력, 숙련 기술자들의 존재가 상당히 중요해요. 내부 압력을 얼마로 하고, 펌프를 어떻게 돌려야 하는 등의 레시피를 만들고, 이를 통해 수천대의 장비와 설비를 운영하는 겁니다. 장비 한 대가 많게는 5만개에서 적게는 3만개의 부품이 있어요. 이런 것들이 아무런 문제 없이 동시에 일사불란하게 움직여야 하죠. 반도체가 미세 공정으로 갈수록 건물의 진동 하나만으로도 문제가 될 수 있으니 훨씬 더 미세하게 관리해야 하는 겁니다. TSMC는 공정·설비 엔지니어들을 우대하고 이들의 숙련 기술을 높게 삽니다. TSMC의 수율이 높은 건 이런 이유일 수 있죠. 삼성에 있었던 설비 엔지니어가 제게 이런 말을 하더라고요. 연봉의 반을 낮춰서라도 TSMC에 가서 공정과 설비 쪽을 어떻게 관리하는지 보고 싶다고요. 수율의 비밀을 파헤치고 싶다는 거죠.”
박 소장은 “한국 반도체의 미래를 좌우할 골든타임이 3년”이라고 말했다. 이유는 크게 세 가지다. 우선 현재는 인프라 기반의 AI 기술 투자가 대부분이지만, 3년 뒤에는 특정 디바이스 안에서 AI를 처리하는 반도체가 주류로 자리 잡게 될 것이란 분석이다. 두 번째 이유는 3년 뒤면 삼성의 파운드리 사업이 좌초할지, 혹은 TSMC와 겨룰 수 있는 유의미한 성과를 낼 수 있을지 가늠되는 시점이라는 것이다. 마지막으로 현재 메모리 반도체 기준으로 3~4.5년의 기술 격차를 보이는 중국이 본격적으로 추격해올 가능성이 커지는 시점 또한 3년 뒤라는 설명이다. 골든타임 3년 동안 조직의 문화를 바꾸고, 기술의 위계를 철폐하고, 엔지니어의 역량을 강화하는 해법을 내놓아야 글로벌 반도체 경쟁에서 살아남을 수 있다는 얘기다.
박 소장은 “우리 내부를 들여다봐야 실제 문제가 해결되고, 그래야 한국형의 발전 경로를 만들 수 있다”며 이렇게 말했다. “메모리 호황기에 안주하면서 이 골든타임을 대충 넘어가게 되면 다시는 회복하기 어렵게 될지도 모릅니다.” 3년 뒤 한국 반도체는 어떤 모습이 될까. 우리는 그때도 웃을 수 있을까.
임진왜란 당시 조선을 짓밟았던 왜장의 후손들이 한국을 찾아 선조의 잘못을 사죄한다.
충북 옥천군 안내면의 조계종 가산사는 다음 달 10일 가산사에서 국가보훈부가 주최하는 ‘대한 광복 80주년 기념 및 한일 평화의 날 행사’가 열린다고 30일 밝혔다.
이 행사에는 임진왜란에 참전한 왜장의 17대 후손 히사다케 소마씨(24)와 히로세 유이치씨(70)가 참석한다.
이들은 임진왜란 때 진주성 전투에서 숨진 서예원 진주 목사의 후손을 만나 용서를 빌고 화해의 시간을 갖는다. 또 양국 평화를 기원하기 위해 ‘참회’ ‘화해’ ‘평화’란 붓글씨로 3가지 족자를 만들어 왜장 후손과 피해자 후손, 국가보훈부가 나눠 갖는 퍼포먼스도 한다.
이들은 청주로 이동해 단재 신채호 선생 묘소와 사당, 의암 손병희 선생 생가 등을 둘러보고, 이튿날 천안 독립기념관을 거쳐 일본으로 출국할 계획이다.
이들의 한국방문은 부산외대 일본학과 명예교수 김문길 박사의 주도로 이뤄졌다.
김 박사는 “가산사가 임진왜란 당시 활약한 조헌 의병장과 승병장 영규대사의 초상화를 모신 절이란 사실을 알고 평소 알고 지내던 왜장 후손들과 논의해 용서와 화해의 자리를 마련했다”고 말했다.
가산사는 조계종 5교구 본사인 법주사의 말사로 신라 성덕왕 대인 720년에 창건됐다.
임진왜란 당시 의승군이 군영으로 사용했던 곳으로 전란 중 불탔으나, 1624년 인조 때 중건됐다. 이후 숙종 때 호국사찰로 지정돼 영규 대사와 조헌 의병장의 진영을 봉안하고 제향을 올리고 있다. 2019년 의·승병을 기리는 호국충혼탑을 세웠고, 2022년에는 호국문화체험관도 열었다.
가산사 주지 지원스님은 “임진왜란 발발 433년 만에 가해자의 진심 어린 반성을 계기로 화해와 용서, 나아가 평화의 미래로 함께 가자는 취지로 이번 행사를 마련했다”고 밝혔다.
세무사 등에게 세무 업무 편의를 제공하고 그 대가로 5억원대 뇌물을 받은 혐의로 재판에 넘겨진 윤우진 전 서울 용산세무서장이 1심에서 실형을 선고받았다.
서울중앙지법 형사합의27부(부장판사 우인성)는 30일 특정범죄가중처벌 등에 관한 법률 위반(뇌물) 혐의로 기소된 윤 전 서장에게 징역 3년과 벌금 5000만원을 선고하고, 4353만원의 추징을 명령했다. 다만 윤 전 서장의 건강 상태를 고려해 법정구속은 하지 않았다.
윤 전 서장은 세무 업무를 처리하면서 편의를 제공한다는 명목으로 세무사 안모씨와 육류 수입업자 김모씨로부터 총 2억여원을 받은 혐의로 2021년 12월 재판에 넘겨졌다. 검찰은 이듬해 5월 윤 전 서장이 안씨로부터 받은 뇌물액 3억2900여만원을 추가하는 내용으로 공소장 변경을 신청했고 법원은 이를 받아들였다.
재판부는 윤 전 서장이 김씨로부터 뇌물 4300여만원을 받은 혐의를 유죄로 인정했다. 재판부는 “뇌물수수죄는 공무 집행에 대한 신뢰를 해치는 범죄”라며 “세무조사의 영향력에 비춰 엄중한 처벌이 불가피하다”고 밝혔다. 다만 재판부는 윤 전 서장이 안씨로부터 뇌물을 받은 혐의는 증거가 부족하다며 무죄를 선고했다.
이번 재판과 별개로 윤 전 서장은 세무조사를 무마해주는 대가로 부동산 개발업자 등 2명으로부터 1억3000만원을 받은 혐의(변호사법 위반)로도 재판에 넘겨져 지난 8월22일 2심에서 징역 10개월을 선고받았다. 윤 전 서장이 상고해 사건은 대법원으로 넘어갔다.
윤 전 서장은 윤석열 전 대통령과 가까운 윤대진 전 검사장의 형이다.