글로벌 일류 기술기업을 향해가며, 다가올 DDR5 시대의 주도권을 선점하기 위한 SK하이닉스의 행보가 매섭다. SK하이닉스가 최근 업계 최초로 DDR5 6,400Mbps(Megabit per sec.) 속도의 32GB(기가바이트) UDIMM, SODIMM*을 개발해 업계에서 가장 먼저 고객사에 샘플을 제공했다고 밝혔다.

또한, 지난 8월과 9월에는 10나노급 4세대(1a) 미세공정이 적용된 DDR5 모듈 제품에 대해 고객사 인증을 완료했다고 설명했다. 이를 통해, 다가올 DDR5 시대에 선제적으로 대응할 수 있는 기술 경쟁력을 확보했다는 평가다.

* UDIMM, SODIMM: UDIMM(Unbuffered DIMM)은 데스크탑 및 노트북 등 PC에서 사용되는 메모리 모듈을 통칭하는 개념. SODIMM(Small Outline DIMM)은 PC에서 사용되는 초소형 모듈로 전체 길이가 짧음.

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▲ SK하이닉스의 DDR5 6,400Mbps 속도의 32GB UDIMM(위), SODIMM(아래)

SK하이닉스가 개발한 DDR5 6,400 Mbps 모듈 제품은 현존 최고 속도의 PC/Client용 DDR5 제품이다. 6,400 Mbps 이상의 고속 데이터 처리 시 더욱 안정적인 동작을 위해 CKD(Clock Driver)*라는 신규 소자가 적용됐다. SK하이닉스는 업계 최초로 CKD를 탑재해 해당 샘플을 PC SoC(System on Chip) 업체인 고객사에 가장 먼저 제공, 시스템 평가를 진행하고 있다. DDR5 시대 도래에 앞서 가장 빨리 기술력을 확보해 시장 수요에 적기 대응할 수 있는 능력을 인정받은 셈이다.

* CKD(Clock Driver): PC용 UDIMM 및 SODIMM 구동 시 DDR5 6,400Mbps의 고속 동작부터 발생하는 Clock 신호 품질 문제를 개선해 주는 신규 소자. JEDEC(국제반도체표준화기구)에서 DDR5 6,400Mbps 이상으로 동작하는 UDIMM/SODIMM은 CKD를 사용하도록 표준을 제정하고 있음.

이 밖에도 SK하이닉스는 지난 8월, 10나노급 4세대(1a) 미세공정이 적용된 서버(Server)용 DDR5 16/32/64GB(기가바이트) 모듈 제품에 대한 고객 인증도 완료했다. 9월에는 PC/Client용 DDR5 8/16/32GB UDIMM 전(全) 제품에 대한 고객 인증도 마쳤다. DDR5를 지원하는 신규 칩셋 출시가 지연되고 시장 수요가 위축되는 등 업계의 우려가 존재하는 상황에서도 SK하이닉스는 발 빠르게 대형 고객 인증을 완료하고 양산을 시작해 향후 전개될 DDR5 시장을 미리 선점해 나간다는 계획이다.

DDR5 제품은 고용량 · 고성능 스펙을 기반으로 기존 DRAM 제품을 대체하며 조만간 시장의 주력 제품이 될 것으로 예상된다. 가깝게는 신규 CPU 등 칩셋과 호환하며 최신 컴퓨팅 시스템을 지원할 예정이며, 향후 클라우드(Cloud) 데이터센터는 물론 AI, 머신러닝과 같은 빅데이터 처리와 메타버스 구현 등의 용도로 고성능 서버에도 활용될 전망이다. 다수의 시장조사기관에 따르면, DDR5가 전체 DRAM 시장에서 차지하는 비중은 내년 약 20%, 2025년에는 약 40%로 크게 성장할 것으로 예상되고 있다. SK하이닉스는 글로벌 고객과 긴밀한 협업을 통해 DDR5를 기반으로 PC 시장은 물론 프리미엄 서버 시장을 공략, 미래 ICT 분야의 중추가 될 DDR5 선도 업체로서의 위상을 더욱 공고히 한다는 계획이다.

SK하이닉스 DRAM마케팅담당 박명수 부사장은 2분기 경영실적 컨퍼런스콜에서 DDR5의 시장 전망과 계획에 대해 다음과 같이 밝혔다.

박명수 부사장(DRAM마케팅담당) “큰 틀에서는 내년부터 DDR5 전환이 이뤄질 것으로 보고 있다. 중장기 전망 관련해 시장 흐름 자체가 AI, 머신러닝 등 HPC(High-Performance Computing, 고성능 컴퓨팅) 시장에서 고사양, 고용량을 필요로 하고 있으며, 이 분야의 중장기 성장성에 대해서는 의심의 여지가 없다. 따라서, 내년부터 DDR5의 전환이 본격 진행될 것으로 보고 있다. 당사는 1a나노 제품 경쟁력을 기반으로 본격적인 DDR5 준비 및 적극적인 시장 확대를 진행해 나갈 계획이다.”

DDR5 시대 주도하는 SK하이닉스의 개발 History

DDR5, UDIMM, SODIMM▲ SK하이닉스의 16Gb DDR5와 모듈(왼쪽), 24Gb DDR5와 모듈(가운데), DDR5 기반 CXL Memory(오른쪽)

SK하이닉스의 세계 최초 DDR5 개발은 지난 2018년으로 거슬러 올라간다. 당시 SK하이닉스는 이전 세대인 DDR4보다 최대 1.8배 빠른 4,800Mbps~5,600Mbps 속도의 16Gb(기가비트) DDR5를 선보였다. 5,600Mbps는 FHD(Full-HD)급 영화(5GB) 약 9편을 1초에 전달할 수 있는 속도다. 또한, 동작 전압을 1.2V에서 1.1V로 낮춰 전력 소비를 20% 감축하고, 칩 내부에 오류정정회로(ECC, Error Correcting Code)를 내장해 DDR5를 채용하는 시스템 신뢰성을 20배 이상 높였다. 이후 주요 고객사의 다양한 테스트에서 동작, 호환성 등 검증을 모두 완료해 DDR5 시장이 활성화되면 언제든지 제품을 제공할 수 있는 준비를 마쳤다. [관련 기사].

SK하이닉스는 여기서 한발 더 나아가 2021년, 이전 16Gb(기가비트) 제품 대비 용량을 더욱 확대한 24Gb DDR5 제품을 선보였으며, 이 제품을 기반으로 48GB(기가바이트), 96GB 모듈을 만들어 클라우드(Cloud) 데이터센터 수요에 대응한다는 계획을 밝혔다. 이는 AI, 머신러닝과 같은 빅데이터 처리와 메타버스 구현 등의 용도로 고성능 서버에도 활용될 수 있는 제품이다. [관련 기사].

올해 8월에는 고용량 · 고대역폭을 요구하는 서버 플랫폼 안에서 메모리의 용량과 대역폭을 더욱 유연하게 확장할 수 있는 DDR5 기반의 CXL(Compute Express Link) 메모리를 개발해 차세대 메모리 솔루션 시장 선점을 가속화하기도 했다. [관련 기사].

DDR5, UDIMM, SODIMM

류성수 부사장(DRAM상품기획담당) “글로벌 공급망 이슈와 인플레이션 억제를 위한 금리 인상으로 IT 투자와 시장 수요가 점점 악화되고 있는 어려운 상황이지만 SK하이닉스는 꾸준히 새로운 DRAM 기술의 전환과 시장의 제품 경쟁력을 유지해 왔다. DDR5 역시 다양한 애플리케이션에서 활용 가능한 경쟁력 있는 라인업을 갖추고 있으며, 이를 통해 고객들의 요구 수준을 뛰어넘는 최고의 성능을 제공할 계획이다.”

이외에도 SK하이닉스는 내년 상반기 중 10나노급 5세대(1b) 미세공정 기반의 다양한 DDR5 제품을 선보일 예정이다. 공정 미세화의 한계로 인한 성능과 양산성 극복을 위해, 1b 기술을 적용한 D램은 EUV* 공정을 적극적으로 활용할 예정이다. SK하이닉스는 EUV 공정을 통해 소비 전력은 낮추고, 반대로 제품의 성능과 생산성은 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

* EUV(Extreme Ultra-Violet): 반도체 웨이퍼 위에 회로 패턴을 형성하는 Lithography 공정에서 극자외선을 사용하는 노광 광원. 기존보다 더 미세한 회로 패턴 형성이 가능해 기존 ArF Immersion 장비의 한계를 극복하기 위한 대안으로 꼽힘.

이를 통해, 성능과 용량 스펙을 더욱 높인 DDR5와 더불어, LPDDR5X, HBM3A, LPDDR6 제품 포트폴리오를 구축해 글로벌 일류 기술기업으로서 고객들의 다양한 수요에 적기 대응하고 차세대 ICT 기술 환경을 지원해 나간다는 계획이다.

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