AI 메모리 시장의 패권 경쟁이 새로운 국면을 맞고 있다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론이 주도해온 시장에 중국 창신메모리(CXMT)가 급부상하며 기존 3강 구도에도 변화의 조짐이 나타나고 있다. AI 시대를 이끄는 글로벌 메모리 기업들의 핵심 경쟁력과 전략을 비교하고, 창신메모리의 부상이 시장에 미칠 영향을 심층 분석한다. [편집자 주]

글로벌 D램 시장은 AI 데이터센터 구축이 본격화되고 대규모 언어모델(LLM) 학습·추론에 필요한 메모리 수요가 급증하면서 새로운 변곡점을 맞고 있다. 특히 고대역폭메모리(HBM) 등 고성능 D램 수요가 폭증했지만 생산능력이 이를 따라가지 못하면서 공급 부족이 이어지고 있다. 이를 둘러싼 글로벌 메모리 업체들의 주도권 경쟁도 한층 격화되고 있다. 

경쟁의 중심에는 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 글로벌 메모리 3사가 있다. 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 올해 2분기 D램 시장에서 이들 3사의 점유율은 약 90%에 달했다. 삼성전자가 약 39%로 1위를 차지했고, SK하이닉스(26%)와 마이크론(25%)이 뒤를 이었다.

다만 최근에는 중국 반도체 기업 창신메모리테크놀로지(CXMT)의 성장세가 새로운 변수로 떠오르고 있다. 창신메모리는 올 2분기 D램 시장 점유율을 7%를 기록하며 세계 4위 메모리 업체로 입지를 넓히고 있다. 여기에 지난달 중국 상하이 증시 상장을 통해 대규모 자금 조달에도 성공하면서 기존 삼성전자·SK하이닉스·마이크론의 3강 체제에 변화를 가져올 수 있을지 관심이 모인다.

이처럼 AI 시대 메모리 시장이 새로운 경쟁 국면에 접어들면서 글로벌 메모리 업체들의 경쟁력도 뚜렷하게 차별화되고 있다. 기업별 주력 제품과 사업 구조를 살펴보면 각 사가 강점을 보이는 분야 역시 서로 다르다.

메모리·파운드리 시너지…삼성전자만의 IDM 경쟁력 

삼성전자는 메모리와 시스템 반도체, 파운드리 사업을 모두 영위하는 국내 유일의 종합반도체기업(IDM)이다. 개발부터 생산, 패키징, 공급까지 전 과정을 자체적으로 수행할 수 있는 수직계열화 구조를 갖춘 것이 강점이다. 이는 AI 메모리에 필요한 미세공정과 첨단 패키징 기술을 동시에 확보할 수 있다는 점에서 차별화된 경쟁력으로 평가된다.

서버용 D램 분야의 대표 제품은 업계 최선단 10나노급 6세대 D램이다. 2025년 6월 양산을 시작했으며, 기존 5세대 제품 대비 생산성을 30% 이상 높이고 전력 효율은 약 10% 개선했다. 또한 신소재를 적용해 EUV(극자외선) 공정을 최적화했다.

그래픽 D램 분야의 대표 제품은 업계 최초 24Gb GDDR7이다. 2025년 1월 양산을 시작했으며, 최대 42.5Gbps의 데이터 전송 속도와 1.92TB/s의 메모리 대역폭을 지원한다. 이는 AI GPU의 데이터 처리 속도를 높여 연산 병목을 줄이는 핵심 성능이다. 또한 고열전도성 신소재를 적용해 패키지 열저항을 11% 개선하며 고성능 환경에서의 안정성도 높였다.

모바일 D램 분야의 대표 제품은 LPDDR 기반 서버용 메모리 모듈 'SOCAMM2'다. 기존 서버용 RDIMM 대비 2배 이상의 메모리 대역폭과 55% 이상 낮은 전력 소비를 구현했다. 분리형 모듈 구조를 적용해 교체가 가능하며, 수평 장착 방식을 채택해 서버 내부 공간 활용과 냉각 효율도 높였다.

HBM 분야의 대표 제품은 업계 최초 36GB HBM3E 12단이다. 어드밴스드 TC NCF 적층 기술을 적용해 기존 HBM3 8단 제품과 동일한 높이에서 12단 적층을 구현했다. 이를 통해 성능과 용량을 모두 50% 이상 높였으며, 업계 최소 수준인 7㎛ 칩 간 간격을 구현해 집적도도 향상시켰다. 여기에 삼성전자는 지난 2월 HBM4 양산 출하를 업계 최초로 시작했으며, 지난 5월에는 업계 최초로 HBM4E(7세대) 샘플을 출하했다.

HBM 선도 기술력 앞세운 SK하이닉스…초격차 유지가 과제 

삼성전자가 메모리와 파운드리 사업을 아우르는 IDM 구조를 강점으로 갖고 있다면, SK하이닉스는 HBM을 중심으로 한 메모리 기술 경쟁력이 두드러진다는 평가를 받는다. AI 시대 핵심 메모리인 HBM 분야에서 시장을 선도하는 기술력을 확보하며 차별화를 이뤘다. 

서버용 D램 분야의 대표 제품은 1bnm(10나노급 5세대) 공정 기반 32Gb DDR5 3DS다. SK하이닉스는 이를 통해 최대 256GB DDR5 DIMM 구현이 가능하도록 했으며, 기존 128GB 대비 서버 한 대에 더 많은 메모리를 탑재할 수 있다. 3DS(3D Stacked)는 여러 개의 D램을 적층해 용량을 높이는 기술로, AI 서버의 메모리 집적도와 효율을 높이는 핵심 기술이다.

그래픽 D램 분야의 대표 제품은 1cnm(10나노급 6세대) 공정 기반 24Gb GDDR7이다. 최대 40Gbps의 데이터 전송 속도를 지원하며, 기존 그래픽카드와 게임 콘솔뿐 아니라 AI 서버용 가속기 시장까지 적용 범위를 확대하고 있다. 

모바일 D램 분야의 대표 제품은 1cnm(10나노급 6세대) 공정 기반 24Gb LPDDR5X다. 최대 10.7Gbps의 동작 속도를 지원하며, 저전력 특성을 유지하면서 AI 연산 성능을 높인 것이 특징이다. SK하이닉스는 이를 SOCAMM과 LPCAMM 등 새로운 모듈 형태로 확대해 스마트폰뿐 아니라 AI 서버와 AI PC 시장까지 LPDDR 적용 범위를 넓히고 있다.

HBM 분야의 대표 제품은 1β(10나노급 5세대) 공정 기반 24Gb HBM4다. 세계 최초로 고객사 공급을 시작했으며, 올해 2분기 양산 출하에 돌입했다. HBM3E 대비 두 배 많은 2048개의 I/O를 적용해 메모리 대역폭을 두 배로 확대했고, 11Gbps 이상의 동작 속도를 구현했다. 자체 어드밴스드 MR-MUF 적층 공정을 적용해 열 방출 성능과 생산 효율도 높였다. 후속 제품 개발도 이어지고 있다. 후속 제품인 HBM4E는 올해 상반기 고객사 대상 샘플 공급을 완료했다. 

최선단 공정에 美 공급망까지…마이크론의 차별화 

삼성전자와 SK하이닉스가 한국을 대표하는 메모리 기업이라면, 미국에서는 마이크론이 유일한 D램 제조업체로 AI 메모리 시장을 공략하고 있다. 최선단 공정과 미국 내 생산기반을 바탕으로 한 공급망 경쟁력이 마이크론의 차별화 요소로 꼽힌다. 

서버용 D램 분야의 대표 제품은 1γ(1-감마·10나노급 6세대) 공정 기반 DDR5다. 마이크론은 EUV(극자외선) 공정과 차세대 HKMG, CMOS 기술을 적용한 6세대 DRAM 공정을 기반으로 256GB DDR5 RDIMM 검증용 샘플을 공급했다. 3D 적층 기술을 적용해 대용량 서버 메모리를 구현했으며, 클라우드 데이터센터부터 AI 서버까지 고성능 컴퓨팅 시장을 겨냥하고 있다.

그래픽 D램 분야의 대표 제품은 1β(1-베타·10나노급 5세대) 공정 기반 GDDR7이다. 최대 32Gbps의 데이터 전송 속도와 1.5TB/s 이상의 시스템 대역폭을 지원하며, AI 추론과 고성능컴퓨팅(HPC), 차세대 GPU 환경에 대응한다. 마이크론은 2024년 샘플을 공개한 데 이어 2025년 양산을 시작했으며, 2026년에는 24Gb 고용량 제품까지 확대했다.

모바일 D램 분야의 대표 제품은 1γ(1-감마·10나노급 6세대) 공정 기반 LPDDR5X다. 최대 24Gb 용량 제품을 스마트폰 고객사에 공급하고 있으며, AI 스마트폰을 비롯해 자동차와 로보택시 등으로 적용 범위를 확대하고 있다. 또한 LPDDR5X 기반 SOCAMM2를 양산해 AI 서버에도 저전력 메모리를 적용하고 있다.

HBM 분야의 대표 제품은 1β(1-베타·10나노급 5세대) 공정 기반 HBM4다. 주요 고객사 플랫폼에 공급을 시작했으며, 여러 고객사에 검증용 샘플도 제공하고 있다. HBM3E보다 한 단계 발전한 차세대 AI 메모리로, 마이크론은 현재 1γ(1-감마·10나노급 6세대) 공정 기반 HBM4E도 개발 중이며 2027년 양산을 목표로 하고 있다.

이들 기업의 경쟁력에 대해 전문가들은 AI 메모리 시장의 경쟁이 개별 제품을 넘어 사업 구조와 공급망을 포함한 종합 경쟁으로 확대되고 있다고 진단한다. 

조홍종 단국대 경제학과 교수는 "장기적으로는 메모리뿐 아니라 파운드리와 첨단 패키징까지 아우르는 버티컬 인테그레이션(수직계열화)이 중요하다"며 "그런 측면에서 삼성전자의 IDM 모델은 공급망을 통합적으로 운영할 수 있는 경쟁력을 갖춘 구조"라고 평가했다.

이어 "SK하이닉스는 HBM 분야에서 초격차를 확보했지만 초과이윤이 발생하는 시장에는 경쟁자가 계속 진입할 수밖에 없는 만큼 적층 기술 고도화와 차세대 메모리 기술 개발을 병행해야 한다"고 말했다. 또 "마이크론은 미국의 산업정책과 보호무역 기조의 영향을 받는 측면이 있다"며 "향후 시장의 핵심 변수는 미국의 AI 투자 지속 여부와 중국 메모리 업체들의 기술 추격 속도"라고 전망했다.