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[최태원의 패러다임 전환(3)] SK하이닉스의 3가지 패러다임 전환, 치킨게임 통찰력과 자율주행차 시대 정조준
오세은 기자
입력 : 2020.07.29 07:33
ㅣ 수정 : 2020.08.24 19:57
용인 반도체 클러스터에 향후 10년간 120조원 투자해 생태계 조성
한국의 주요 대기업들이 4차 산업혁명시대의 ‘비즈니스 패러다임 전환(Paradigm shift)’에 전력투구하고 있다. 기존의 제조업 기반을 고도화시키는 한편 인공지능(AI), 플랫폼비즈니스(Platformbusiness), 모빌리티(Mobility), 시스템반도체 등으로 전선을 급격하게 확대하고 있다. 새로운 먹거리를 선점함으로써 글로벌 공룡기업과의 경쟁에서 승리하기 위한 투쟁을 벌이고 있는 것이다. 한국대기업 특유의 ‘강력한 총수체제’는 이 같은 대전환을 추동하는 원동력으로 작동하고 있다. 뉴스투데이는 주요 그룹 총수별로 ①패러다임 전환의 현주소, ②해당 기업의 강점과 약점 그리고 ③전환 성공을 위한 과제 등 4개 항목을 분석함으로써 한국경제의 새로운 가능성을 진단하고 정부의 정책적 과제를 제시한다. <편집자 주>
[뉴스투데이=오세은 기자] 삼성전자와 함께 글로벌 메모리 반도체 시장 선두권을 지키고 있는 SK하이닉스(대표이사 이석희)의 과거와 현재, 미래에는 모두 최태원 SK회장의 패러다임 전환이 담겨있다. 첫째, SK하이닉스는 출발점 자체가 발상의 전환이었다. 반도체 불황기에 시장 매물로 나왔지만 주요 기업들이 외면하던 하이닉스 반도체를 과감하게 인수한 최 회장의 뚝심과 결단은 SK에게 가장 중요한 성장동력을 안겨주었다.
둘째, SK하이닉스는 현재 자신의 강점인 D램과 낸드플래시 영역에서 ‘수요 공략형 기술개발’을 주도하고 있다. 기술 자체의 첨단성보다 소비자의 니즈에 집중하고 있다. D램의 경우, 방대한 빅데이터를 초고속으로 전달하는 데 초점을 맞춰 기술을 개발중이다. 낸드플래시 기술은 방대한 빅데이터를 효율적으로 저장할 수 있는 ‘건축술’ 면에서 월등한 비교우위를 유지하고 있다. 자율주행차와 클라우드서버 시대에 필요한 메모리반도체 기술 주도에 역점을 두고 있는 것이다.
셋째, 취약점인 비메모리 반도체 사업 강화에 박차를 가하고 있다. 이미지센서 뿐만 아니라 대만의 TSMC와 삼성전자 등이 경쟁을 벌이고 있는 파운드리 산업에도 뛰어들고 있다. SK하이닉스가 비메모리 시장에서 글로벌 강자의 반열에 올라설지가 향후 관전 포인트인 셈이다.
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반도체 불황기에 던진 최태원의 승부수 자체가 패러다임 전환 / 외면당한 하이닉스를 ‘황금거위’로 키워내
10년 전에는 최 회장이 반도체 사업에 뛰어들기로 결심한 것 자체가 중대한 패러다임 전환이었다.
SK하이닉스의 원소유주는 LG그룹이라고 볼 수 있다. 그러나 IMF(국제통화기금) 사태 이후 집권한 김대중 대통령은 대기업을 상대로 대규모 사업을 교환하는 '빅딜'을 압박했고, 그 결과, 1999년 현대전자가 LG반도체를 인수했다.
하지만 고(故) 정몽헌 회장이 이끌던 현대그룹이 경영난에 봉착하자 2001년 하이닉스 반도체에 대한 경영권을 포기했다. 결국 2011년 SK그룹이 하이닉스를 인수하게 됐다. 당시 SK 내부에서조차 하이닉스 인수에 대한 비판적 견해가 적지 않았던 것으로 전해지고 있다. 반도체 사업 경험이 전무할 뿐만 아니라 2조원이라는 대규모 투자를 감당할만한 체력을 자신하기도 어려웠기 때문이다.
그러나 최 회장은 인수 결단을 내렸다. 인수 이후 SK하이닉스에 3조원 이상의 대규모 설비투자를 진행해 공정미세화를 이루었다. 이를 통해 SK하이닉스는 경쟁사와 비교해 생산성을 비약적으로 높이게 됐다.
SK 시가 총액은 137조5260억원이다. 10년전(58조원)과 비교해 135% 급증한 수치이다. 물론 자산규모 63조원에 달하는 SK하이닉스의 기여도가 가장 크다. 반도체 치킨 게임의 생존자가 미래 산업의 지배자가 될 것이라는 최 회장의 통찰력은 한편의 ‘성공 드라마’를 빚어낸 것이다.
■ 시장 현 주소=D램 및 낸드플래시 글로벌시장 점유율, 각각 27%(2위)와 10.7%(5위)
SK하이닉스는 올해 2분기 매출액 8조6065억원, 영업이익 1조9467억원을 기록했다. 이는 전년동기 매출(6조4522억원)과 영업이익(6376억원) 대비 33%, 205% 각각 증가한 것이다. 직전분기 매출(7조1989억원), 영업이익(8003억원)과 비교하면 각각 20%, 143% 증가한 수치다.
신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 여파에 따른 경기침체 지속에도 불구하고 SK하이닉스의 올 2분기 영업이익은 전년 동기 및 직전분기와도 비교해 100% 이상 급증한 셈이다.
그 배경에는 D램(전원이 꺼지면 저장한 정보가 사라지는 메모리)과 낸드플래시(전원이 꺼져도 저장한 정보가 사라지지 않는 메모리)의 수요와 가격이 호조를 보인데 따른 것이다. 이처럼 회사 실적이 말해주듯 SK하이닉스의 현재 동력은 D램과 낸드플래시에 있다.
더욱이 SK하이닉스는 전 세계 D램 시장에서의 점유율은 20% 이상으로 1위인 삼성전자(47%) 다음이며, 낸드플래시는 10.7%로 5위에 자리한다.
시장조사기관 IHS마킷에 따르면 지난해 3·4분기 글로벌 D램 시장점유율은 삼성전자 47%로 1위, SK하이닉스가 27%로 2위로 두 업체가 전 세계 D램 시장을 양분하고 있는 구조이다.
시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 올해 1분기 전 세계 낸드플래시 매출액은 136억달러(약 16조9000억원)으로 삼성전자가 점유율 33.3%로 1위이다. 2위는 19%인 키옥시아(옛 도시바 메모리), 3위는 15.3%인 WDC, 4위는 11.2%의 마이크론이다. SK하이닉스는 점유율 10.7%로 5위이다.
■ 강점=4차산업혁명 수요를 정조준한 ‘초고속 전송용 D램 솔루션’ 주도 / 클라우드서버 시대에 ‘초고층 아파트 건축술’ 보유
글로벌 메모리 반도체 시장은 4차 산업혁명시대에 새로운 성장역사를 쓰고 있다. 자율주행차, 사물인터넷(IoT) 등은 방대한 데이터를 혈액으로 삼는다. 그 혈액을 초고속으로 송수신할 수 있느냐에 성패가 달려있다. 이처럼 정보를 초고속으로 송수신하는 데 필요한 메모리반도체가 D램이다.
SK하이닉스는 이러한 성장을 주도하는 데 필요한 연구개발(R&D) 역량을 보유하고 있다는 게 강점이다. 더욱이 ‘수요 공략형 기술’ 개발에 전념하고 있다.
D램의 경우, ‘HBM2E D램’과 같은 반도체 솔루션 개발에 집중하고 있다. 4차 산업혁명 시대에 필요한 D램의 기능이 ‘초고속 정보 전송’에 있다는 점에 착안한 전략이다.
HBM(고대역폭 메모리)은 PC·스마트폰 등에 사용되는 일반적 D램보다 전송 속도가 훨씬 빠른 차세대 규격이다. 머신러닝과 슈퍼컴퓨터, 그리고 인공지능(AI) 등 4차 산업혁명에서 활용되는 주요 시스템이 초고속 메모리 솔루션을 필요로 하는 만큼 HBM2E D램 시장 전망이 밝다는 게 SK하이닉스의 설명이다.
더욱이 통상 개인 PC 등에서 사용되는 일반 D램과 달리, 초고속 D램은 자율주행차에 탑재될 가능성도 높다. 자율주행차의 경우 사고 발생 방지를 위해서는 5G나 6G망을 통해 실시간으로 전달되는 방대한 데이터를 처리하는 반도체가 필요하기 때문이다. 일반적 D램보다 초고속이 특징인 HBM2E D램에 SK하이닉스가 주력하는 이유다.
HBM2E은 데이터 처리 속도가 초당 460기가바이트(GB)로 풀고화질(FHD)급 영화(3.7GB) 124편 분량에 달하는 데이터를 1초에 처리할 수 있는 수준이다. 용량은 16GB이다.
HBM2E은 통상 모듈 형태에 맞춰 만들어지는 일반적인 D램과 달리 칩 자체를 그래픽처리장치(GPU) 등 로직반도체 등에 마이크로미터 간격 수준으로 장착한다. 칩 사이 거리를 줄여 데이터 처리 속도를 높일 수 있는 것도 이러한 기술 특징으로 가능한 것이다. 지난 2월 삼성전자도 HBM2E D램 플래시 볼트를 출시했다. 이같이 SK하이닉스와 삼성전자가 HBM2E D램 시장에서 각축전을 벌이고 있는 양상이다.
최 회장은 15조원을 투자해 경기도 이천에 M16 생산시설을 짓고 있다. 올해 10월 완공이 목표이다. 최 회장은 지난 2018년 12월 19일 M16 기공식에서 "M16이라는 첨단 하드웨어에 기술뿐만 아니라 우리의 땀과 노력을 쏟아 부어 새로운 성장 신화를 써달라"고 밝혔다. M16은 글로벌 D램 전쟁에서 승리하기 위한 새로운 진지인 셈이다.
낸드플래시 기술 개발은 천문학적인 규모의 빅데이터를 저장하기 위한 클라우드 서버나 데이터센터를 정조준하고 있다. 따라서 과거의 낸드 기술이 단층 주택을 짓는 것이었다면, 현재 SK하이닉스가 주력하는 것은 ‘고층 아파트’ 건축술이다. 고층 아파트를 지어야 좁은 면적에 많은 사람이 거주할 수 있는 것처럼, 낸드도 고층으로 제작해야 작은 크기에 최대로 데이터를 저장할 수 있다.
이렇게 본다면 SK하이닉스는 낸드 기술면에서 ‘최고층 아파트’ 건축 기술을 개발해 낸 셈이다.
즉 낸드플래시는 셀을 적층하는 방식에 따라 2D, 3D, 4D로 구분된다. 2D는 단층주택, 3D는 아파트로 비유될 수 있다. 단층 주택은 셀을 세우지 않으니까 고용량을 구현하는 기술에 한계가 있다. 특히 그동안은 미세공정 기술을 통해 반도체 내부에 더 많은 셀을 집어넣을 수 있었지만, 이 기술이 한계에 봉착하면서 2D 평면 구조에서 더 많은 수의 셀을 집적하는 것이 어려워졌다. 따라서 셀을 위로 쌓는 3D 구조가 탄생하게 됐다.
SK하이닉스는 3D 낸드에서 더 나아가 4D 낸드플래시를 개발했다. 4D 낸드는 셀 바로 옆에 위치한 주변부 회로가 셀 바로 아래에 위치하는 구조를 말한다. 이에 따라 기존면적 절감 및 더 많은 양의 낸드플래시 생산이 가능해진다. 이어서 지난해 6월 세계 최초로 1테라바이트(TB) TLC 기반의 128단 4D 낸드플래시 제품을 선보였다.
128단에서 ‘단’은 셀을 겹겹이 쌓은 층을 의미한다. 이처럼 높은 층을 쌓으면서 안정성, 효율성을 향상시키기 위해서는 고도의 기술력이 필요하다. SK하이닉스는 128단 4D 낸드 제품 출시 이후 현재 176단 4D 낸드 연구를 진행하고 있다.
낸드플래시 대표 제품에는 스마트폰이나 태블릿 PC 등 모바일 기기에 주로 탑재되는 UFS(Universal Flash Storage)와 노트북, PC 등에 주로 탑재되는 솔리드 스테이드 드라이브(SSD)가 있다. UFS, SSD 모두 저장매체다. 사진, 동영상, 문서 파일 등을 저장하고 이를 구동하는 프로그램도 여기서 작동, 저장된다.
따라서 마이크로소프트(MS) 등 글로벌 IT서비스 기업들이 여러 각국에 구축하고 있는 데이터센터(서버)에는 이같은 SSD가 탑재된다. 고용량을 필요로 하기 때문에 SK하이닉스는 기존 16TB SSD에서 더 나아가 이 제품의 라인업을 32TB까지 확대한다는 방침이다. MS 등 글로벌 IT서비스 기업들이 데이터센터를 곳곳에 마련하면 SK하이닉스의 낸드플래시 수요도 그만큼 성장하는 구도이다.
SK하이닉스의 강점은 기술개발을 주도해나갈 연구역량을 갖췄다는 사실에 있다. 지난해 반기보고서를 보면 상반기 R&D에 1조5315억원을 투자했다. 이는 같은 시기 매출액 대비 R&D 비중이 11.6%를 차지하는 것으로, 2016년 상반기(12.1%)에 이어 두 번째로 높은 R&D 투자였다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)이 발생하기 전인 지난해 하반기에 미중 무역갈등, 일본의 수출 규제 등으로 글로벌 불확실성이 가속화된 가운데, 정규직 직원을 3개월 만에 460여명 늘렸다. 올해 채용에서도 1000명 정도를 선발할 계획인 것으로 전해졌다.
■ 약점=메모리 반도체에 편중된 포트폴리오 / 이미지센서,파운드리 등 비메모리 반도체 사업에도 박차
SK하이닉스 전체 실적을 견인해온 D램과 낸드플래시는 글로벌 반도체 시장에서 그 비중이 30% 수준에 그친다. 나머지 70%는 비메모리 반도체이다. 메모리 반도체 한 종류로만은 글로벌 반도체 시장의 1위가 될 수 없다. 이는 삼성전자가 대만의 파운드리(반도체 위탁생산) 전문업체 TSMC를 맹추격하는 이유이다.
SK하이닉스도 비메모리 반도체 산업쪽으로 영토를 확장하고 있다. 지난 2017년 파운드리 전문회사 SK하이닉스시스템아이씨가 출범했다. 이 회사는 SK하이닉스가 100% 출자한 파운드리 전문회사로 충북 청주에 본사를 두고 있다. 이 회사가 비메모리의 강자가 된다면 패러다임 전환은 성공작이 된다.
SK하이닉스는 TSMC 및 삼성전자와 비교해 한 참 늦게 파운드리 산업에 진입했다. 하지만 진입 속도보다는 방향성과 탄탄한 포트폴리오가 관건이라는 게 업계의 분석이다.
SK하이닉스시스템아이씨는 충북 청주에 본사를 두고 있는데 청주 M8 공장이 중국 팹리스(반도체 설계전문) 업체 공략을 위해 오는 2022년까지 순차적으로 중국 우시 공장으로 이전하는 계획을 갖고 있는 것으로 알려졌다.
SK하이닉스의 파운드리 거점을 중국으로 옮기는 것이다. 청주 M8 공장에서는 200mm 웨이퍼 라인에서 이미지센서와 디스플레이 구동칩(DDI), 전력반도체(PMIC) 등을 생산하고 있다.
시장조사업체 IHS마킷에 따르면 SK하이닉스시스템아이씨가 글로벌 파운드리 시장에서 차지하는 시장점유율은 0.2%(2016년 기준)이며, 순위로는 27위에 그쳤다.
SK하이닉스는 이미지센서 사업에도 박차를 가하고 있다. 이미지센서는 아날로그 파장인 빛을 받아들여 디지털 신호로 바꾸는 걸 말한다. 렌즈와 짝을 이뤄 디지털 카메라 등에서 반드시 필요로 하는 부품이다.
더욱이 이미지센서는 향후 5세대 이동통신, 사물인터넷(IoT) 등에서 필요로 하는 부품이어서 수요 증가가 전망된다. 전장용 반도체, 의료용 반도체, 인공지능용 반도체가 특히 유망하다는 평가다.
시장조사기관 IC인사이츠에 따르면 이미지센서 시장은 2019년 155억달러(약 18조5473억원) 규모에서 2023년 215억달러(약 25조7300억원) 수준으로 커질 전망이다.
아직까지 하이닉스 전체 매출에서 이미지센서가 차지하는 비중은 2~3% 수준에 불과하지만 시장 성장성은 유망하다.
■ 정부의 정책적 과제=경기 용인 반도체 클러스터에 120조 투자 추진 / 추격자인 중국기업에 비하면 정부지원 취약
SK하이닉스가 D램과 낸드플래시 글로벌 시장에서 선도기업을 유지하기 위해서는 정부의 다각적인 지원정책이 필요하다는 지적이다. ‘추격자’인 중국이 오는 2025년까지 반도체 자급률 70%를 목표로 자국 반도체 기업에 대대적인 지원을 하고 있기 때문이다.
예컨대 중국의 양쯔메모리(YMTC)는 최근 홈페이지를 통해 1.33Tb(테라비트) 용량의 128단 3D 낸드플래시 ‘X2-6070’ 샘플을 공개했다. 이 회사는 중국 정부의 보조금과 세제 혜택 등 지원을 등에 업고 빠르게 성장하고 있다. 128단 제품은 삼성전자와 SK하이닉스가 지난해 양산한 성공한 제품이다.
SK하이닉스는 자력으로 국내 반도체 생태계 조성에 나서고 있다. 경기도 용인시에 반도체 클러스터를 조성하고, 이곳에 향후 10년간 120조원 투자한다는 계획이다. 또 이를 통해 일자리 1만7000명, 약 188조원의 부가가치 창출을 기대하고 있다.
하지만 중국기업에 비해면 ‘외로운 싸움’을 벌이고 있는 양상이다. 글로벌 메모리 시장에서의 선두 위치를 지키기 위해서는 SK하이닉스에게도 ‘원군’이 필요하다는 지적이 만만치 않다.
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