[아이뉴스24 김문기기자] 올해 절정을 맞이한 메모리 시장의 호황이 내년부터 차츰 꺾일 전망이지만, 폭발적 수요는 계속될 것으로 전망된다. 4차산업혁명의 핵심인 인공지능(AI) 실현을 위한 컴퓨팅 환경이 변하면서 엔터프라이즈에서 컨슈머까지 전반적으로 메모리의 쓰임새가 더 커지고 있어서다.
시장조사업체 IHS마킷에 따르면 올해 D램 시장 규모는 695억6천700만달러로 예상된다. 지난해 대비 67.2% 증가했지만, 내년에는 740억6천400만달러로 6.5% 성장이 예상된다. 낸드플래시의 경우 올해 시장 규모는 533억9천600만달러, 내년부터는 최소 530억원 수준의 상향이 기대된다.
내년 상반기에도 올해와 같은 호황기가 계속될 것으로 보이지만, 하반기부터는 미래 예측이 불투명하다는 게 업계의 입장이다. 신규 캐파 증설로 인한 공급 증가, 기술 변화, 연말부터 시장에 뛰어드는 중국 등 어려 변수들이 산재해 있다.
공급의 키는 삼성전자가 쥐고 있다. 삼성전자는 메모리 시장에서 압도적인 점유율을 보유하고 있다. 삼성전자의 캐파 증설에 따라 시장이 좌우될 수 있는 형국이다.
시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 지난 3분기 삼성전자는 D램 시장에서 매출 기준 50.2%의 점유율을 기록했다. 뒤를 이어 SK하이닉스가 26.5%로 2위다. 3위는 19%의 마이크론이 차지했다. 낸드의 경우 삼성전자는 지난 3분기 매출기준 37.2%다. 2위 도시바가 18.1%로 격차가 2배 이상 벌어졌다.
삼성전자는 최근 상당부분 설비투자금액을 반도체에 쏟아붙고 있다. 올해는 주로 신규 부지 조성과 클린룸 공사 등 인프라 구축에 썼다. 3D 낸드 생산을 위해 평택 1라인 증설과 D램 공정전환을 위한 투자가 진행된다. 화성 11라인 D램 일부 캐파를 CIS로 전환했는데, 이에 따라 화성 16라인의 2D V낸드 일부 캐파를 D램으로 전환할 계획이다. 당초 3D 낸드 생산으로만 활용하고자 했던 평택 2층에 D램 증설을 포함시키기도 했다.
D램 시장 2위에 올라 있는 SK하이닉스도 올해 캐팩스 투자를 늘렸다. 이천 M14 2층 페이즈1을 50% 가량 완성했다. 나머지 50%에 대한 공사가 진행 중이다. 일부 공간은 D램 미세공정 전환에 필요한 장비 입고를 위해 일시적으로 사용한다.
내년부터 D램과 낸드 공급량이 늘어날 것으로 예측되면서 치킨게임이 벌어질 수도 있다는 전망이 나오고 있으나, 그에 따른 수요 증가세도 만만치 않다. 그 중심에 AI가 놓여 있다.
인프라 및 기업 시장에서는 메모리 중심의 컴퓨팅이 부상하고 있다. 지난 1950년 컴퓨터가 개발된 이후 반도체는 CPU가 중심에 놓였고 메모리가 보조적 수단이었다. 서버 역시 마찬가지다.
도현우 미래에셋대우 애널리스트는 "기존의 구조에서는 서버 내 데이터를 찾는 것은 빨랐으나, 타 서버의 데이터를 찾는 것은 어려웠다. 이더넷으로 연결돼 느렸다. 가랑 서버 내에서 데이터를 찾으면 1초 걸렸지만, 타 서버에서는 1분 정도가 걸린다. 머신러닝 등을 위해서는 병목현상이 발생해 근본적인 재설계가 필요하다"고 지목했다.
대안으로 메모리 중심 컴퓨팅이 활발하게 논의되고 있다. 메모리 중심으로 CPU를 배열하면, 머신러닝 처리에 훨씬 더 유용하게 쓸 수 있다. 그만큼 상당한 메모리가 탑재돼야 한다. 삼성전자와 SK하이닉스 등이 수혜를 입을 수 있다.
D램의 대안으로 스토리지클래스메모리(SCM) 개발도 한창이다. 인텔과 마이크론은 공동으로 개발한 3D X포인트 기술을 앞세우고 있다. 인텔은 옵테인이라는 브랜드로 SCM을 공급 중이다. 이외 업체들은 젠-Z 컨소시엄을 구성해 메모리 중심 컴퓨팅을 위한 SCM 개발에 주력하고 있다.
또한 고대역폭메모리(HBM)도 다수의 시스템에 채택되고 있다. 3차원 적층 기술인 실리콘관통전극(TSV)을 이용해 D램을 수직으로 쌓을 수 있다. 기존 와이어 대신 구멍을 뚫어 메모리간 직접적으로 연결해 빠른 속도를 기대할 수 있다. AMD가 신규 GPU 아키텍처인 베가 그래픽 카드에 적용했으며, 인텔도 8세대 커피레이크에 HBM을 쓸 예정이다.
컨슈머 측면에서는 모바일 온 디바이스 AI가 대두되면서 고성능 고용량의 메모리가 필수적으로 떠오르고 있다. 시장조사업체 카운터포인트리서치의 최근 보고서에 따르면 AI칩을 탑재한 스마트폰의 점유율은 올해 3% 수준이지만 내년 16%, 2019년에는 26%, 2020년에는 35%까지 올라설 전망이다. 판매량은 6억대 가량이 예상된다.
기존 하드웨어 자원을 활용하는 AI는 효율성이 떨어진다. CPU나 GPU, DSP, ISP 등 역할이 명확한 자원들을 따로 꺼내 사용해야 한다. 새로운 업무에 투입됐을 때 성능이 낮아지는 것은 자명하다. 이에 따라 모바일AP에 별도 전용 뉴럴프로세싱유닛(NPU)를 장착시키는 작업이 병행되고 있다. 연산 속도를 높이고 보안을 보다 강화하는 한편, 전력효율도 높일 수 있다.
업계 관계자는 "내년 1분기까지는 특별한 공급 이슈가 없어 현재와 같은 상황이 지속될 가능성이 높다. 2분기까지도 이어갈 수 있다. 다만 하반기 부터는 신규 캐파 증설 등에 따른 시장 변화가 있을 것으로 관측된다"고 말했다.
김문기기자 moon@inews24.com
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