삼성·SK, 모바일용 낸드 감산 카드 “中 저가 파상공세에 전략 선회”

AI 데이터 폭증에 D램·낸드플래시 동시 품귀
삼성·SK, 모바일 비중 줄이고 AI 서버용 확대
日 키옥시아도 대규모 투자 선언

삼성전자와 SK하이닉스가 모바일용 낸드플래시 생산 비중을 축소하고 인공지능(AI) 수요가 커지고 있는 서버용 낸드 라인으로 전환을 가속화하고 있다. 중국 양쯔메모리테크놀로지(YMTC)가 낸드 시장에서 저가 공세를 펼치면서 모바일용 낸드의 수익성이 악화하고 있어서다. 이에 삼성과 SK는 데이터센터에 들어가는 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD)에 탑재되는 낸드플래시로 공정 전환을 진행 중이다.

中 YMTC 저가 공세에 모바일용 낸드 수익성 악화

2일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 스마트폰에 탑재되는 낸드플래시 저장장치인 유니버설 플래시 스토리지(UFS), eMMC(Embedded Multi Media Card) 생산 설비를 데이터센터용 낸드 설비로 교체하고 있다. 삼성전자, SK하이닉스와 더불어 3강을 형성하고 있는 마이크론은 아예 모바일 낸드 메모리 시장에서 철수했다. 마이크론은 SSD와 자동차용 메모리, 모바일 D램 사업에 집중한다는 계획이다.

올 상반기에 진행된 설비 전환으로 생산량 부족이 빚어져 올 하반기에는 모바일, 서버용 낸드 모두 일시적인 수요 부족이 생길 것으로 관측된다. 삼성전자와 SK하이닉스는 YMTC가 본격적으로 생산량 확대에 나선 이후 줄곧 감산 기조를 이어왔다. 하지만 주요 낸드 매출처인 스마트폰용 낸드 시장에서 YMTC의 시장 침투가 예상보다 빠르고 광범위하게 이뤄지면서 가격 경쟁에 시달리고 있다. 이에 두 기업은 감산만으로는 수익성 확보가 어렵다고 판단하고, 모바일용 낸드 비중을 줄이고 수익성이 더 높은 AI 데이터센터에 집중하기로 판단한 것으로 보인다.

특히 삼성전자, SK하이닉스는 기업용 SSD 시장에서 각광받고 있는 쿼드레벨셀(QLC) 낸드 기반의 대용량 저장장치 수요에 집중하고 있다. QLC는 메모리 셀 하나에 4비트의 데이터를 저장하는 플래시 메모리 방식을 말한다. 기존 SLC(1비트), MLC(2비트), TLC(3비트)보다 더 많은 데이터를 한 셀에 저장할 수 있어, 대용량 SSD나 서버용 스토리지에 주로 사용된다. 다만 하나의 셀이 더 많은 정보를 담는 만큼 내구성 유지가 중요해 난도가 높은 기술이다. 안정적으로 구현할 경우 수익성도 높은 매출처로 꼽힌다.

日 키옥시아, 낸드플래시 2배 증산 베팅

글로벌 메모리 반도체 공급난에 대응해 일본 반도체 제조기업 키옥시아도 낸드플래시 시장에 발을 들였다. 닛케이아시아에 따르면 최근 키옥시아는 “5년 안에 생산량을 두 배로 늘리겠다”고 선언했다. 와타나베 토모하루 키옥시아 부사장은 지난달 30일(현지시각) 블룸버그통신과의 인터뷰에서 “생성형 AI용 칩을 필요로 하는 하이퍼스케일러(대규모 클라우드 기업)들의 수요가 매우 강력하다”며 “낸드 시장이 매년 약 20%씩 성장할 것”이라고 전망한 바 있다. AI 연산량이 늘면서 고성능 저장장치 수요가 급증한 데다 5~6년 전 설치된 데이터센터 서버의 교체 주기까지 맞물린 영향이다.

실제 AI가 몰고 온 데이터 폭증은 저장장치 시장을 흔들고 있다. 기업들은 그간 데이터센터 운영 비용을 줄이기 위해 방대한 데이터는 값싼 하드디스크드라이브(HDD)에, 고속 처리가 필요한 영역은 낸드 기반 SSD에 나눠 담아왔다. 그러나 최근 HDD 수요 급증으로 공급이 빠듯해지자, 기업들은 비용 부담에도 SSD를 찾고 있다.

이 같은 흐름은 낸드 가격 상승세로 이어지고 있다. 미국 투자은행 JP모건은 “기업용 SSD 채택 확대로 낸드 강세가 한동안 계속될 것”이라고 분석했고, 트렌드포스도 HDD 부족에 따른 풍선 효과로 올 4분기 낸드 가격이 전 분기 대비 5~10% 오를 것으로 내다봤다. 키옥시아 역시 이를 기회로 삼아 추격의 고삐를 당기겠다는 구상으로, 기타카미 2공장 가동과 요카이치 증설을 통해 5년 내 낸드 생산능력을 두 배로 늘려, 삼성전자와 SK하이닉스를 추격한다는 계획이다.

황금기와 위기 공존, 시험대 오른 삼성·SK 메모리 전략

다만 중장기적으로 서버용 낸드 역시 전망이 마냥 긍정적인 것은 아니다. AI 수요가 예상만큼 장기적으로 지속되지 않거나 중국 기업들이 공격적으로 생산을 확대할 경우 공급 과잉 리스크가 다시 부각될 수 있다. 글로벌 경기 둔화가 동반될 경우엔 기업들의 데이터센터 투자 축소도 불가피하다.

더욱이 슈퍼사이클은 ‘양날의 검’이다. 지난 2018년 이후 글로벌 업체들이 일제히 증설에 나서면서 메모리 가격은 급락했고, 2019년에는 전년 대비 고정거래가격이 절반 가까이 떨어졌다. 호황기에 주요 기업들이 공격적으로 생산을 늘리자 수요 둔화 시점에 재고가 쌓였고, 그 결과 가격이 폭락했다.

또한 경쟁 기업들의 거센 도전으로 좁혀진 기술 격차도 부담이다. 삼성전자와 SK하이닉스가 셀을 수직으로 쌓아 데이터 용량을 늘리며 주도했던 낸드플래시는 마이크론, YMTC 등 경쟁 업체들의 추격으로 기술 격차가 크게 줄었다. D램에서는 만년 3위였던 마이크론은 회로 선폭을 11~12나노미터(㎚)로 줄인 10나노급 6세대 D램(1c)을 SK하이닉스에 이어 개발하는 등 기술 성과를 내고 있다. 아울러 차세대 고대역폭메모리(HBM) 주도권을 빼앗기지 않기 위해 전사적 역량을 집중하고 있다.

한국 반도체 기업들이 맞이한 기회는 분명하다. AI·클라우드·자율주행 등 신산업은 고대역폭·고용량 메모리를 필수적으로 요구한다. 기술적으로도 삼성전자와 SK하이닉스는 HBM, EUV 기반 D램 등에서 글로벌 경쟁사 대비 확실한 우위를 점하고 있다. 그러나 반도체 산업의 변동성은 피할 수 없는 숙명이라는 게 전문가 평가다. 한 업계 전문가는 "이번 사이클은 과거와 달리 AI라는 구조적 성장 동력에 의해 주기가 길어질 수 있다"면서도 "변수도 이전보다 많아 위기 대응 전략의 중요성이 더욱 커지고 있다"고 지적했다. 결국 국내 대표 반도체 기업들에 있어 이번 슈퍼사이클은 오랜만에 다시 찾아온 '황금기'이자 동시에 '시험대'인 셈이다.