중국 기업들이 차세대 서버용 D램 시장 진출을 추진하는 한편 자체 인공지능(AI) 칩 출하량도 늘리며 기술 자립에 속도를 내고 있다. 메모리와 AI 반도체 전반으로 중국의 추격이 확산되면서 K반도체의 경쟁 부담도 커지고 있다. 글로벌 시장조사업체 IDC 보고서에 따르면 올해 1~6월 중국 데이터센터용 AI 칩 시장에서 엔비디아의 점유율은 34%까지 떨어졌다고 로이터 통신이 13일(현지시간) 보도했다. 출하량 기준으로 보면 67만 8000개에서 지난해 같은 기간과 비교해 44% 급감했다. AI 가속기는 AI 모델을 학습하고 실행하는 데 특화된 칩이다. 반면 중국 기술기업 화웨이는 올해 1~6월 AI 가속기 57만 2000개를 출하해 지난해 같은 기간 30만개에서 크게 증가했다. 중국 내 AI 가속기 시장 점유율은 28%로 엔비디아를 6%포인트 차이로 바짝 추격하는 모습이다. 미국의 대중국 수출 규제 속에 중국 기업들이 자국산 AI 칩의 개발과 보급을 확대하면서 엔비디아 의존도를 낮추려는 움직임이 본격화하고 있다는 분석이 나온다. 중국산 AI 칩의 확산으로 엔비디아의 시장 지배력이 약화하면 엔비디아에 고대역폭메모리(HBM)를 공급하는 국내 기업에도 영향을 미칠 수 있다. 전날 중국 창신메모리테크놀로지(CXMT)도 4F²(포에프스퀘어) 기술을 사용한 차세대 서버용 반도체 제품을 연내 양산하겠다고 예고하면서 범용 메모리 경쟁은 심화하고 있다.

중국 기업들이 차세대 서버용 D램 시장 진출을 추진하는 한편 자체 인공지능(AI) 칩 출하량도 늘리며 기술 자립에 속도를 내고 있다. 메모리와 AI 반도체 전반으로 중국의 추격이 확산되면서 K반도체의 경쟁 부담도 커지고 있다. 글로벌 시장조사업체 IDC 보고서에 따르면 올해 1~6월 중국 데이터센터용 AI 칩 시장에서 엔비디아의 점유율은 34%까지 떨어졌다고 로이터 통신이 13일(현지시간) 보도했다. 출하량 기준으로 보면 67만 8000개에서 지난해 같은 기간과 비교해 44% 급감했다. AI 가속기는 AI 모델을 학습하고 실행하는 데 특화된 칩이다. 반면 중국 기술기업 화웨이는 올해 1~6월 AI 가속기 57만2000개를 출하해 지난해 같은 기간 30만개에서 크게 증가했다. 중국 내 AI 가속기 시장 점유율은 28%로 엔비디아를 6%포인트 차이로 바짝 추격하는 모습이다. 미국의 대중국 수출 규제 속에 중국 기업들이 자국산 AI 칩의 개발과 보급을 확대하면서 엔비디아 의존도를 낮추려는 움직임이 본격화하고 있다는 분석이 나온다. 중국산 AI 칩의 확산으로 엔비디아의 시장 지배력이 약화하면 엔비디아에 고대역폭메모리(HBM)를 공급하는 국내 기업에도 영향을 미칠 수 있다. 여기에 중국 최대 반도체 기업인 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 차세대 서버용 D램 출시를 예고하고 있어 범용 메모리 시장에서도 경쟁이 심화하는 모습이다. CXMT는 국내 반도체 기업들이 아직 연구 단계인 4F²(포에프스퀘어) 기술을 사용한 서버용 반도체 제품을 올해 중 출시하겠다고 밝혔다. 4F² 구조는 기존 6F² 구조보다 셀 면적을 줄여 집적도를 높일 수 있는 기술이다. CXMT가 해당 기술의 양산에 성공할 경우 삼성전자와 SK하이닉스가 주도하는 서버용 D램 시장에서도 경쟁 압력이 커질 수 있다. 삼성전자·SK하이닉스, 데이터 처리 방식 혁신 나서삼성전자와 SK하이닉스는 고성능 메모리 개발을 넘어 데이터 처리 방식 혁신에 나서는 등 기술 우위를 강화한다는 계획이다. 안현 SK하이닉스 개발총괄 사장은 14일 서울 강남구 코엑스에서 열린 반도체대전(SEDEX 2026)에서 ‘AI 시대, 메모리 기술의 진화 방향’을 주제로 한 발표에서 “AI 인프라의 성능 규모가 오는 2030년에는 올해보다 약 20배까지 커질 것”이라고 말했다. 이에 개별 메모리 성능을 넘어 메모리 계층 ‘최적화’가 중요하다고 강조했다. AI 시스템에는 HBM, D램, 낸드 플래시 등 용도와 속도가 다른 여러 종류의 메모리가 있는데 앞으로는 메모리 전체를 쓰임에 따라 효율적으로 쓰도록 시스템화하는 게 중요하다는 얘기다. SK하이닉스는 이를 위해 기존 HBM의 성능을 고도화하는 동시에 3차원(3D) 적층 D램과 고대역폭 플래시(HBF) 등 차세대 메모리 기술 개발을 추진하고 있다. 삼성전자는 AI 연산 장치와 메모리 사이의 데이터 이동 거리를 줄여 AI 처리 속도와 전력 효율을 높이는 3D 메모리 기반 기술을 선보였다. 메모리 내부에 연산 기능을 통합한 LPDDR-PIM 등도 전시했다.

중국 창신 메모리 테크놀로지(CXMT)는 기술적인 한계로 고대역폭메모리(HBM) 같은 고성능 인공지능(AI) 메모리 시장에는 올해 진출을 시도하는 수준이지만, 소비자용 D램과 LPDDR5, LPDDR5X 메모리 시장에서는 거대한 중국 내수 시장 덕분에 매출을 대폭 끌어올린 것으로 알려져 있습니다. 그리고 최근에는 서버용 메모리에도 적극적으로 나서고 있습니다. CXMT 사장 차오 칸유 박사는 상하이에서 열린 콘퍼런스에서 “차세대 4F² 아키텍처를 적용한 서버용 DDR5 RDIMM을 올해 말까지 출시하겠다”고 밝혔습니다. 4F² 공정은 차세대 메모리 셀 아키텍처로, 기존에는 트랜지스터와 커패시터를 옆으로 나란히 배치했지만, 4F²는 이를 위아래로 쌓아 셀이 차지하는 면적을 줄입니다. 이를 통해 D램 제조업사는 트랜지스터를 같은 면적에 더 많이 집어넣어 메모리의 용량을 늘릴 수 있습니다. 사실 CXMT는 2021년에 4F² 아키텍처에 대한 첫 번째 논문을 발표하는 등 수년간 이 기술을 연구해 왔습니다. 그런데 여기에는 그럴 만한 이유가 있습니다. 미국의 제재로 인해 극자외선(EUV) 노광 장비 반입이 어려운 상황이라 어떤 방법을 사용해서라도 심자외선(DUV) 노광 장비로 메모리 밀도를 높여야 하기 때문입니다. 6F²에서 4F² 아키텍처로 전환하면 CXMT는 EUV 장비 없이도 메모리 셀 면적을 약 33% 줄일 수 있습니다. 따라서 삼성 등 다른 메모리 제조사들이 2028년 정도로 예상하고 있는 4F² 아키텍처를 선제적으로 도입하는 것으로 보입니다. 이는 앞선 기술력을 입증하기보다는 그만큼 미세공정의 한계를 다른 방식으로 돌파하려는 것으로 풀이될 수 있습니다. 다만 처음에는 완전한 도입이 아니라 15㎚ G5 D램 공정을 기반으로 하는 4F² 아키텍처의 부분적인 파생 형태일 가능성이 높습니다. 참고로 G5는 기존의 실리콘 기반 절연체를 산화하프늄과 같은 소재로 대체하는 고유전율 금속 게이트(HKMG) 기술과 SAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning) 기술을 적용해 G4보다 밀도를 높인 공정입니다. EUV 노광 장비 없이도 밀도를 더 높였다는 장점이 있으나 공정 단계가 많아져 수율·비용 부담이 커지고, 간격 불균일 같은 결함이 발생하기 쉽습니다. 아무튼 CXMT는 2026년 9월부터 G5 공정 양산을 시작했으며 첫 제품은 LPDDR5X 24Gb 다이로 알려져 있습니다. G5는 메모리 빅 3의 최신 D램 제품과 비슷한 밀도를 지닌 것으로 알려져 있습니다. 여기서 4F² 아키텍처를 도입해 밀도를 더 높이면 대용량 제품이 필요한 서버용 RDIMM 메모리에 유리할 것으로 예상됩니다. 이와 동시에 CXMT는 현재 생산 능력을 공격적으로 확장하고 있으며, 올해 말까지 월 30만 웨이퍼 규모로 증설할 계획입니다. 그리고 올해 말까지 HBM 전용 생산 시설도 월 5만 웨이퍼 규모로 갖출 계획입니다. 그리고 내년에는 월 50만장까지 웨이퍼 생산을 늘린다는 계획을 지니고 있습니다. 다만 EUV 장치 없이 계속해서 DUV 장치로 여러 번 회로를 새기면서 생기는 공정 복잡도 증가와 제재로 인해 새로 지은 공장일수록 아직 검증되지 않은 중국산 장비 비중을 계속 높여 나가야 한다는 점이 불안 요소입니다. 그러나 이미 상당한 수준의 생산 능력을 확보했고 기술 추격 속도가 상당한 만큼 메모리 빅 3도 방심할 수 없을 것으로 보입니다.

중국 최대 메모리 반도체 기업인 창신메모리(CXMT)가 차세대 D램 기술 개발에 속도를 내는 가운데, 삼성전자와 SK하이닉스 등이 개발 중인 첨단 반도체를 먼저 양산하겠다고 밝혔다. 12일 홍콩 사우스차이나모닝포스트에 따르면 차오칸위 CXMT 총재(사장)는 지난 10일(현지시간) 중국 상하이에서 열린 반도체 산업 행사에서 올해 연말까지 독자 개발한 차세대 D램 ‘4F²’(포에프스퀘어) 구조의 서버용 D램 DDR5 제품을 출시하겠다고 설명했다. 4F²은 D램이 데이터를 저장하는 메모리 셀의 면적을 업계 주류인 6칸(6F²)에서 4칸으로 줄이는 기술이다. 면적을 줄이려 평면에 눕혔던 부품들을 세로로 꼿꼿이 세운다. 같은 크기의 반도체에 더 많은 데이터를 저장해 생산 효율은 높이고 원가는 낮추는 기술이다. 그간 반도체 회로를 미세하게 만들어 저장 용량을 늘려왔지만 공정이 정교해질수록 기술 난도가 높아지고 생산 비용도 증가하는 데 따른 대안이다. 반도체 업계는 삼성전자가 2028년에 10나노미터 이하 차세대 공정에서 4F² 기술을 도입해 제품을 생산할 것으로 전망한다. SK하이닉스도 지난해 4F² 관련 기술 로드맵을 공개했지만 양산 계획을 밝힌 적은 없다. CXMT의 이번 양산 선언이 차세대 메모리 기술 경쟁에서 새로운 변수로 작용할 수 있다고 보는 이유다. 특히 4F² 기술은 그간 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론이 주도해 온 서버용 메모리 분야의 첨단 기술이라는 점에서 더욱 위협적이다. 그동안 중국 메모리 업체들은 범용 D램과 모바일 메모리 등의 시장 점유율 상향에 주력했었다. 국내 반도체 업계에서는 CXMT가 실제 양산에 성공할지는 두고 봐야 한다는 신중론도 나온다. 미국 등의 제재로 ASML의 극자외선(EUV) 노광장비를 사용할 수 없는 상황에서 반도체 수율을 높여야 하고, 신기술 도입 과정에서 예측하지 못한 변수가 잇따를 수도 있다. 하지만 중국의 거센 추격을 무시해서는 안 된다는 경고음도 높다. 아직은 중국에 비해 우리나라가 고대역폭메모리(HBM)의 경우 3년 정도의 기술 우위를 유지하고 있지만, 방심하면 언제든 따라잡힐 수 있다는 것이다. 특히 CXMT는 지난 7월 기업공개(IPO)를 통해 최대 666억 1000만 위안(약 13조 2000억원)을 조달해 자본이 풍부하다. 또 8월에 차세대 모바일 D램인 LPDDR6의 양산을 공식화했고, 지난달에 5세대 D램 공정의 양산에 돌입했다고 발표하는 등 기술 발전이 가속화하고 있다.